專利名稱：一種超聲治療設(shè)備及其實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療儀器械領(lǐng)域，尤其涉及的是一種超聲治療設(shè)備及其實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
超聲醫(yī)學(xué)是超聲學(xué)與醫(yī)學(xué)結(jié)合、或超聲技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)各部門而形成的學(xué)科，包括超聲診斷和超聲治療。治療超聲又可分為高強(qiáng)度聚焦超聲(High Intensity FocusUltrasound, HIFU)和低強(qiáng)度脈沖超聲(Low Intensity Pulsed Ultrasound, LIPU)。高強(qiáng)度聚焦超聲作為一種新的非介入性腫瘤治療技術(shù)，臨床應(yīng)用上越來越廣泛，目前已經(jīng)在治療前列腺癌，胰腺癌，肝癌，子宮肌瘤等得到應(yīng)用。低強(qiáng)度脈沖超聲主要利用超聲的溫?zé)嵝?yīng)、穩(wěn)態(tài)空化效應(yīng)和微流效應(yīng)，通過超聲刺激，在組織內(nèi)產(chǎn)生有益的，通常是可逆的變化，從而促進(jìn)組織傷口愈合或激發(fā)某類細(xì)胞使其恢復(fù)正常功能。研究人員進(jìn)行了大量動物和人體實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了 LIPU對人體不同組織的治療效果，包括:促進(jìn)傷口愈合、肌腱修復(fù)、骨關(guān)節(jié)損傷修復(fù)、神經(jīng)的修復(fù)和再生；還可以促進(jìn)機(jī)體病變組織局部血循環(huán)，加強(qiáng)新陳代謝，影響生物活性物質(zhì)含量，降低感覺神經(jīng)興奮性而達(dá)到止痛的效果，也對頸肩痛，腕管綜合征等慢性軟組織損傷疼痛性疾病具有確切的緩解疼痛的效果。骨折以及軟組織損傷的治療是低強(qiáng)度脈沖超聲治療的重要應(yīng)用領(lǐng)域。骨折和軟組織損傷是一種常見多發(fā)病。具有恢復(fù)時間長，痛苦大的特點(diǎn)，如果治療不及時將導(dǎo)致長期難于愈合，嚴(yán)重影響人們的身心健康甚至勞動能力。低強(qiáng)度脈沖超聲治療對骨折和軟組織損傷有加快其愈合的作用，在20世紀(jì)80年代首次報(bào)道了 30mW/cm2的低強(qiáng)度超聲可以縮短動物骨折的愈合時間。研究發(fā)現(xiàn)脈沖超聲治療可以加速骨折愈合，還發(fā)現(xiàn)低強(qiáng)度超聲在l-50mff/cm2范圍內(nèi) 具有緩解疼痛，加熱，增加組織的血流量等物理作用。由于人體各個組織器官對超聲治療的劑量都有一個耐受的閾值，所以對超聲劑量的選擇十分謹(jǐn)慎，對于比較敏感的生物器官組織只需要較低的超聲強(qiáng)度就能起到治療作用。對于不敏感生物器官組織，可以采用增大超聲強(qiáng)度的辦法取得較好的治療效果。但是目前商業(yè)化的超聲治療設(shè)備參數(shù)單一，可調(diào)范圍較小，通常只有功率、定時時間等簡單的參數(shù)，缺乏針對不同組織，不同深度的最佳治療參數(shù)的設(shè)置，結(jié)構(gòu)功能單一，系統(tǒng)架構(gòu)不靈活，不能滿足臨床和實(shí)驗(yàn)研究等多場合的應(yīng)用需求；并且低強(qiáng)度超聲治療產(chǎn)品的多超聲換能器同時作用于同一個區(qū)域時，不能夠?qū)δ骋粎^(qū)域進(jìn)行深度聚焦治療。因此，亟需治療參數(shù)多，范圍可調(diào)廣，結(jié)構(gòu)簡單，多超聲換能器同一區(qū)域深度聚焦的低強(qiáng)度超聲脈沖治療設(shè)備。因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種超聲治療設(shè)備及其實(shí)現(xiàn)方法，旨在解決現(xiàn)有超聲治療設(shè)備可調(diào)參數(shù)少、結(jié)構(gòu)復(fù)雜不能滿足臨床治療和實(shí)驗(yàn)研究等多場合的實(shí)際應(yīng)用的問題。本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下:一種超聲治療設(shè)備，其中，包括:電源模塊、控制模塊、顯示模塊、激勵信號產(chǎn)生模塊、多個驅(qū)動模塊和多個超聲換能器；所述每個驅(qū)動模塊對應(yīng)連接一個超聲換能器；所述控制模塊連接顯示模塊；所述控制模塊、激勵信號產(chǎn)生模塊、驅(qū)動模塊和超聲換能器依次連接；所述電源模塊分別連接顯示模塊、控制模塊、激勵信號產(chǎn)生模塊和驅(qū)動模塊；
所述控制模塊，一方面用于接收用戶輸入的控制信息并識別為對應(yīng)的工作狀態(tài)和治療信息，并根據(jù)識別的所述工作狀態(tài)和治療信息產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，控制激勵信號產(chǎn)生模塊產(chǎn)生具有相應(yīng)參數(shù)的初級激勵信號，所述參數(shù)包括:頻率、占空比、脈沖重復(fù)周期和編碼類型；另一方面用于根據(jù)所述控制信號控制治療時間，以及控制顯示模塊顯示超聲治療設(shè)備的工作狀態(tài)和治療信息；
所述顯示模塊，用于顯示超聲治療設(shè)備的工作狀態(tài)和治療信息；
所述激勵信號產(chǎn)生模塊，用于根據(jù)控制模塊產(chǎn)生的相應(yīng)控制信號來產(chǎn)生具有相應(yīng)參數(shù)的初級激勵信號；
所述驅(qū)動模塊，用于將初級激勵信號處理為相應(yīng)的正負(fù)脈沖信號來激勵超聲換能器產(chǎn)生治療超聲波；
所述超聲換能器，用于根據(jù)所述驅(qū)動模塊的正負(fù)脈沖信號產(chǎn)生相應(yīng)的治療超聲波； 所述電源模塊，用于提供工作電壓。所述的超聲治療設(shè)備，其中，所述控制模塊包括用于輸入控制信息的按鍵和用于識別輸入的控制信息并產(chǎn)生相應(yīng)控制信號的微處理器；所述按鍵連接微處理器，所述微處理器分別連接顯示模塊和激勵信號產(chǎn)生模塊。所述的超聲治療設(shè)備，其中，所述激勵信號產(chǎn)生模塊包括一用于產(chǎn)生不同頻率、不同占空比、不同脈沖重復(fù)周期及不同編碼類型的初級激勵信號的可編程邏輯芯片；
其中，所述可編程邏輯芯片包括:
頻率調(diào)節(jié)單元，用于對輸入時鐘信號進(jìn)行分頻，然后根據(jù)控制模塊識別出的工作狀態(tài)和治療信息產(chǎn)生的相應(yīng)的控制信號，選擇相應(yīng)頻率的分頻信號；
占空比和脈沖重復(fù)周期調(diào)節(jié)單元，用于根據(jù)控制模塊識別出的工作狀態(tài)和治療信息產(chǎn)生的相應(yīng)的控制信號，選擇相應(yīng)占空比及周期的低頻信號，將所述低頻信號與分頻信號進(jìn)行邏輯運(yùn)算；
編碼類型調(diào)節(jié)單元，用于根據(jù)控制模塊識別出的工作狀態(tài)和治療信息產(chǎn)生的相應(yīng)的控制信號，選擇相應(yīng)的編碼調(diào)制波，將調(diào)制波與分頻信號進(jìn)行邏輯運(yùn)算；
激勵信號延時調(diào)節(jié)單元，用于根據(jù)控制模塊識別出的工作狀態(tài)和治療信息產(chǎn)生的相應(yīng)的控制信號，對發(fā)送到每個驅(qū)動模塊的初級激勵信號進(jìn)行相應(yīng)的延時處理。所述的超聲治療設(shè)備，其中，所述驅(qū)動模塊包括驅(qū)動芯片和驅(qū)動電路；所述驅(qū)動芯片連接驅(qū)動電路；所述驅(qū)動芯片連接激勵信號產(chǎn)生模塊；所述驅(qū)動電路分別連接超聲換能器和電源模塊。所述的超聲治療設(shè)備，其中，所述驅(qū)動電路包括:第一電容、第二電容、第一二極管、第二二極管、第一電阻、第二電阻、第一場效應(yīng)管和第二場效應(yīng)管；所述第一電容的一端連接驅(qū)動芯片；所述第一電容的另一端連接第一場效應(yīng)管的柵極，還分別通過第一二極管和第一電阻連接第一場效應(yīng)管的源極；所述第一場效應(yīng)管的源極還連接電源模塊；所述第一場效應(yīng)管的漏極連接超聲換能器的正極；所述第二電容的一端連接驅(qū)動芯片；所述第二電容的另一端連接第二場效應(yīng)管的柵極，還分別通過第二二極管和第二電阻連接第二場效應(yīng)管的源極；所述第二場效應(yīng)管的源極還連接電源模塊；所述第二場效應(yīng)管的漏極連接超聲換能器的正極；所述超聲換能器的負(fù)極接地。一種如上述的超聲治療設(shè)備的實(shí)現(xiàn)方法，其中，包括以下步驟:
A、控制模塊接收用戶輸入的控制信息并將其識別為對應(yīng)的工作狀態(tài)和治療信息，并根據(jù)識別的所述工作狀態(tài)和治療信息產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號；
B、激勵信號產(chǎn)生模塊根據(jù)控制模塊的控制信號產(chǎn)生具有相應(yīng)頻率、相應(yīng)占空比、相應(yīng)脈沖重復(fù)周期及相應(yīng)編碼類型的初級激勵信號；
C、驅(qū)動模塊根據(jù)所述初級激勵信號產(chǎn)生相應(yīng)的正負(fù)脈沖信號來驅(qū)動超聲換能器；
D、超聲換能器根據(jù)所述驅(qū)動模塊產(chǎn)生的正負(fù)脈沖信號產(chǎn)生相應(yīng)的超聲波。所述的超聲治療設(shè)備的實(shí)現(xiàn)方法，其中，所述步驟B具體包括:
B1、激勵信號產(chǎn)生模塊對輸入時鐘信號進(jìn)行分頻，然后根據(jù)控制模塊識別出的工作狀態(tài)和治療信息產(chǎn)生的相應(yīng)的控制信號，選擇相應(yīng)的·分頻信號；
B2、激勵信號產(chǎn)生模塊根據(jù)控制模塊識別出的工作狀態(tài)和治療信息產(chǎn)生的相應(yīng)的控制信號，選擇相應(yīng)占空比及周期的低頻信號，將所述低頻信號與分頻信號進(jìn)行邏輯運(yùn)算；
B3、激勵信號產(chǎn)生模塊根據(jù)控制模塊識別出的工作狀態(tài)和治療信息產(chǎn)生的相應(yīng)的控制信號，選擇相應(yīng)的調(diào)制波，將調(diào)制波與分頻信號進(jìn)行邏輯運(yùn)算。所述的超聲治療設(shè)備的實(shí)現(xiàn)方法，其中，所述步驟B還包括:
B4、激勵信號產(chǎn)生模塊根據(jù)控制模塊識別出的工作狀態(tài)和治療信息產(chǎn)生的相應(yīng)的控制信號，對激勵信號產(chǎn)生模塊產(chǎn)生的多路初級激勵信號進(jìn)行相應(yīng)的延時處理。所述的超聲治療設(shè)備的實(shí)現(xiàn)方法，其中，所述步驟C還包括:
Cl、根據(jù)控制模塊識別出的工作狀態(tài)和治療信息產(chǎn)生的相應(yīng)的控制信號，相應(yīng)調(diào)節(jié)電源模塊中用于給驅(qū)動模塊供電的可調(diào)電壓的范圍。所述的超聲治療設(shè)備的實(shí)現(xiàn)方法，其中，所述步驟B還包括:
B5、激勵信號產(chǎn)生模塊根據(jù)控制模塊產(chǎn)生的相應(yīng)控制信號產(chǎn)生相應(yīng)數(shù)量的初級激勵信號用于驅(qū)動模塊來驅(qū)動相應(yīng)數(shù)量的超聲換能器。本發(fā)明所提供的超聲治療設(shè)備及其實(shí)現(xiàn)方法，由于采用了電源模塊、控制模塊、顯示模塊、激勵信號產(chǎn)生模塊、多個驅(qū)動模塊和多個超聲換能器；所述電源模塊分別連接顯示模塊、控制模塊、激勵信號產(chǎn)生模塊和驅(qū)動模塊；所述顯示模塊、控制模塊、激勵信號產(chǎn)生模塊、驅(qū)動模塊和超聲換能器依次連接；所述每個驅(qū)動模塊對應(yīng)連接一個超聲換能器；所述控制模塊接收用戶輸入的控制信息并識別為對應(yīng)的工作狀態(tài)和治療信息，并根據(jù)識別的所述工作狀態(tài)和治療信息產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號控制激勵信號產(chǎn)生模塊產(chǎn)生具有相應(yīng)頻率、相應(yīng)占空比、相應(yīng)脈沖重復(fù)周期及相應(yīng)編碼類型的初級激勵信號，還通過控制模塊控制治療時間，還通過調(diào)節(jié)電源模塊來調(diào)節(jié)輸出功率，有效的解決了超聲治療設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜及治療超聲波的可調(diào)參數(shù)少等問題，治療參數(shù)可調(diào)范圍廣，整體結(jié)構(gòu)采用模塊化設(shè)計(jì)，拆卸方便，還可根據(jù)實(shí)際需要增減模塊，滿足了臨床治療、實(shí)驗(yàn)研究等多領(lǐng)域、多場合的應(yīng)用需求。進(jìn)一步地，本發(fā)明所提供的超聲治療設(shè)備，還可以將多超聲換能器同時工作于同一區(qū)域進(jìn)行深度聚焦，或多個超聲換能器作用于不同的區(qū)域，進(jìn)一步適應(yīng)了多領(lǐng)域和多場合的應(yīng)用需求。


圖1為本發(fā)明提供的超聲治療設(shè)備較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。圖2為本發(fā)明提供的超聲治療設(shè)備的驅(qū)動模塊的驅(qū)動電路較佳實(shí)施例的電路示意圖。圖3為本發(fā)明提供的超聲治療設(shè)備的多個超聲換能器同時作用于同一區(qū)域時的深度聚焦示意圖。圖4為本發(fā)明提供的超聲治療設(shè)備的實(shí)現(xiàn)方法較佳實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供一種超聲治療設(shè)備及其實(shí)現(xiàn)方法，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。參見圖1，圖1為本發(fā)明提供的超聲治療設(shè)備較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示，所述超聲治療設(shè)備包括:控制模塊110、顯示模塊120、激勵信號產(chǎn)生模塊130、多個驅(qū)動模塊140、多個超聲換能器150和電源模塊160 ;所述一個驅(qū)動模塊140對應(yīng)連接一個超聲換能器150 ;所述控制模塊110連接顯示模塊120 ;所述控制模塊110、激勵信號產(chǎn)生模塊130、驅(qū)動模塊140和超聲 換能器150依次連接；所述電源模塊160分別連接顯示模塊120、控制模塊110、激勵信號產(chǎn)生模塊130和驅(qū)動模塊140。具體來說，所述控制模塊110 —方面用于接收用戶輸入的控制信息并識別為對應(yīng)的工作狀態(tài)和治療信息，并根據(jù)識別的所述工作狀態(tài)和治療信息產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，控制激勵信號產(chǎn)生模塊130產(chǎn)生具有相應(yīng)參數(shù)的初級激勵信號；另一方面用于根據(jù)所述控制信號控制治療時間，以及控制顯示模塊120顯示超聲治療設(shè)備的工作狀態(tài)和治療信息。所述參數(shù)為頻率、占空比、脈沖重復(fù)周期和編碼類型。也就是說激勵信號產(chǎn)生模塊130根據(jù)相應(yīng)的控制信號產(chǎn)生相應(yīng)頻率、相應(yīng)占空比、相應(yīng)脈沖重復(fù)周期和相應(yīng)編碼類型的初級激勵信號。所述控制信息為用戶輸入的超聲治療設(shè)備的開機(jī)、暫停、治療計(jì)時、關(guān)機(jī)和所需的超聲波信息，即根據(jù)實(shí)際應(yīng)用所需的超聲波參數(shù)，譬如超聲波的頻率、占空比、脈沖重復(fù)周期和編碼類型，以及治療時間和所需激勵波的數(shù)量。所述控制模塊110將其識別為超聲治療設(shè)備對應(yīng)的工作狀態(tài)和治療信息之后，發(fā)送至顯示模塊120上進(jìn)行顯示，還發(fā)送相應(yīng)的控制信號至激勵信號產(chǎn)生模塊130使其產(chǎn)生具有相應(yīng)頻率、相應(yīng)占空比、相應(yīng)脈沖重復(fù)周期和相應(yīng)編碼類型的初級激勵信號，將所述控制信號發(fā)送至激勵信號產(chǎn)生模塊130，激勵信號產(chǎn)生模塊130便能輸出所需參數(shù)的初級激勵信號。所述顯示模塊120用于顯示超聲治療設(shè)備的工作狀態(tài)和治療信息。所述激勵信號產(chǎn)生模塊130用于根據(jù)控制模塊110識別出的工作狀態(tài)和治療信息來產(chǎn)生的相應(yīng)控制信號來產(chǎn)生具有相應(yīng)頻率、相應(yīng)占空比、相應(yīng)脈沖重復(fù)周期及相應(yīng)編碼類型的初級激勵信號。所述驅(qū)動模塊140，用于將初級激勵信號處理為相應(yīng)參數(shù)的正負(fù)脈沖信號來激勵超聲換能器150產(chǎn)生治療超聲波，所述正負(fù)脈沖信號具有較大的驅(qū)動能力。所述超聲換能器150，即超聲波探頭，用于根據(jù)所述驅(qū)動模塊140的脈沖信號產(chǎn)生相應(yīng)的治療超聲波。所述電源模塊160，用于提供工作電壓。所述電源160用于供能，用于給控制模塊110、顯示模塊120、激勵信號產(chǎn)生模塊130和驅(qū)動模塊140提供工作所需電壓。在超聲治療設(shè)備正常工作時，譬如顯示模塊120需要+5V電壓，而控制模塊110和激勵信號產(chǎn)生模塊130需要+3.3V電壓，所述驅(qū)動模塊140需要可調(diào)電壓，其電壓值可調(diào)，譬如、(T±30V。所述電源模塊160將輸入的220V/50HZ交流市電，先轉(zhuǎn)換為直流+30V，然后再由相應(yīng)的開關(guān)電源芯片轉(zhuǎn)化為各個模塊所需的電壓。這些電壓值僅為舉例說明，在實(shí)際應(yīng)用時，需依據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)設(shè)置。本發(fā)明提供的超聲治療設(shè)備，其工作原理如下:控制模塊110接收用戶輸入的控制信息來控制激勵信號產(chǎn)生模塊130產(chǎn)生具有相應(yīng)頻率、相應(yīng)占空比、相應(yīng)脈沖重復(fù)周期和相應(yīng)編碼類型的初級激勵信號；所述控制模塊110識別并控制治療時間；控制模塊110還控制顯示模塊120顯示超聲治療設(shè)備的工作狀態(tài)和治療信息；驅(qū)動模塊140將初級激勵信號轉(zhuǎn)化為相同參數(shù)的具有較大驅(qū)動能力的正負(fù)脈沖信號來激勵超聲換能器150產(chǎn)生用戶所需參數(shù)的超聲波，其可調(diào)治療參數(shù)多，調(diào)節(jié)范圍廣。本發(fā)明提供的超聲治療設(shè)備可包含多個驅(qū)動模塊140和多個超聲換能器150。所述驅(qū)動模塊140和超聲換能器150 對應(yīng)，即一個驅(qū)動模塊140對應(yīng)驅(qū)動一個超聲換能器150。所述控制模塊110還用于接收用戶輸入的控制信息并識別為對應(yīng)的工作狀態(tài)和治療信息，并根據(jù)識別的所述工作狀態(tài)和治療信息產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，控制激勵信號產(chǎn)生模塊130產(chǎn)生具有相應(yīng)數(shù)量和相應(yīng)參數(shù)的初級激勵信號。也就是說，所述激勵信號產(chǎn)生模塊130根據(jù)控制模塊110識別出的用戶所需的超聲換能器150的工作數(shù)量，產(chǎn)生相應(yīng)數(shù)量的初級激勵信號。所述激勵信號產(chǎn)生模塊130根據(jù)控制模塊110的控制信號產(chǎn)生相應(yīng)數(shù)量和具有相應(yīng)參數(shù)的初級激勵信號給驅(qū)動模塊140來驅(qū)動相應(yīng)數(shù)量的超聲換能器150，從而實(shí)現(xiàn)了多個超聲換 能器150對多個區(qū)域同時治療。優(yōu)選地，本發(fā)明提供的超聲治療設(shè)備可根據(jù)實(shí)際需要增加或減少驅(qū)動模塊140和超聲換能器150，便于臨床治療和實(shí)驗(yàn)研究等多場合的應(yīng)用。優(yōu)選地，多個超聲換能器150，可根據(jù)實(shí)際需求，既可實(shí)現(xiàn)多區(qū)域同時單獨(dú)治療，又可實(shí)現(xiàn)同一區(qū)域共同深度聚焦治療，能夠應(yīng)用在多種不同的場合，適應(yīng)多領(lǐng)域和多場合的應(yīng)用需求。進(jìn)一步地，所述控制模塊110包括用于輸入控制信息的按鍵和用于識別輸入的控制信息并產(chǎn)生相應(yīng)控制信號的微處理器；所述按鍵連接微處理器，所述微處理器分別連接顯示模塊120和激勵信號產(chǎn)生模塊130。所述控制信息是指對應(yīng)的治療超聲波頻率、占空t匕、脈沖重復(fù)周期、編碼類型和治療時間等參數(shù)，所述微處理器將所述控制信息識別為對應(yīng)的控制信號并發(fā)送至激勵信號產(chǎn)生模塊130，激勵信號產(chǎn)生模塊130便能輸出所需參數(shù)的初級激勵信號。在實(shí)際應(yīng)用時，所述控制模塊110的微處理器通過對按鍵的邏輯信號進(jìn)行判斷來響應(yīng)相應(yīng)的功能，并把此時按鍵的功能信息實(shí)時的顯示在顯示模塊120上。所述微處理器還與激勵信號產(chǎn)生模塊130進(jìn)行通訊，具體通過設(shè)置在通訊接口處的幾組邏輯電平實(shí)現(xiàn)功能響應(yīng)，從而使得激勵信號產(chǎn)生模塊響應(yīng)系統(tǒng)控制模塊110的發(fā)出的控制信號，產(chǎn)生相應(yīng)的初級激勵信號。由于顯示模塊120初始化、讀寫、配置等工作都需要一定的時序信號，這些時序信號均由微處理器產(chǎn)生。優(yōu)選地，所述微處理器可采用MSP430系列單片機(jī)。進(jìn)一步地，所述顯示模塊120可實(shí)時顯示超聲治療設(shè)備的工作狀態(tài)和治療信息，接收控制模塊110處理識別之后的數(shù)據(jù)并在液晶屏上進(jìn)行顯示。進(jìn)一步地，所述激勵信號產(chǎn)生模塊130包括一用于產(chǎn)生不同頻率、不同占空比、不同脈沖重復(fù)周期及不同編碼類型的初級激勵信號的可編程邏輯芯片。所述可編程邏輯芯片用于根據(jù)控制模塊110識別出的工作狀態(tài)和治療信息來產(chǎn)生相應(yīng)頻率、相應(yīng)占空比、相應(yīng)脈沖重復(fù)周期及相應(yīng)編碼類型的初級激勵信號。其中，所述可編程邏輯芯片具體包括頻率調(diào)節(jié)單元，所述頻率調(diào)節(jié)單元用于對輸入時鐘信號進(jìn)行分頻，然后根據(jù)控制模塊110識別出的工作狀態(tài)和治療信息產(chǎn)生的相應(yīng)的控制信號，選擇相應(yīng)的分頻信號。具體來說，所述頻率調(diào)節(jié)單元具體包括對輸入時鐘信號進(jìn)行分頻的計(jì)數(shù)器，再根據(jù)所述控制信號通過選擇器選擇相應(yīng)的分頻信號作為初級激勵信號，去激勵超聲換能器150產(chǎn)生相應(yīng)頻率的治療波，從而實(shí)現(xiàn)了用戶所需的頻率。這樣，根據(jù)用戶輸入的不同的控制信息對應(yīng)選擇不同的分頻信號，實(shí)現(xiàn)了初級激勵信號的頻率可調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)了超聲治療設(shè)備產(chǎn)生的超聲治療波的頻率可調(diào)。所述可編程邏輯芯片還包括占空比和脈沖重復(fù)周期調(diào)節(jié)單元，所述占空比和脈沖重復(fù)周期調(diào)節(jié)單元用于根據(jù)控制模塊110識別出的工作狀態(tài)和治療信息產(chǎn)生的相應(yīng)的控制信號，選擇相應(yīng)占空比及周期的低頻信號，將所述低頻信號與所述分頻信號進(jìn)行邏輯運(yùn)算。具體來說，所述占空比和脈沖重復(fù)周期調(diào)節(jié)單元根據(jù)控制模塊110識別出的工作狀態(tài)`和治療信息產(chǎn)生的相應(yīng)的控制信號，產(chǎn)生一個相應(yīng)的低頻信號，將這個低頻信號與上述分頻信號進(jìn)行邏輯運(yùn)算，這個低頻信號的周期就是治療波的重復(fù)周期，它的占空比就是治療波的占空比。這樣，根據(jù)用戶輸入的不同的控制信息對應(yīng)選用不同的低頻信號，就可以得到相應(yīng)的脈沖重復(fù)周期和相應(yīng)占空比的激勵信號去激勵超聲換能器產(chǎn)生相應(yīng)脈沖重復(fù)周期和相應(yīng)占空比的超聲波，實(shí)現(xiàn)了初級激勵信號的脈沖重復(fù)周期、占空比可調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)了超聲治療設(shè)備產(chǎn)生的超聲波的脈沖重復(fù)周期和占空比可調(diào)。所述可編程邏輯芯片還包括編碼類型調(diào)節(jié)單元，所述編碼類型調(diào)節(jié)單元用于根據(jù)控制模塊110識別出的工作狀態(tài)和治療信息產(chǎn)生的相應(yīng)的控制信號，選擇相應(yīng)的調(diào)制波，將調(diào)制波與所述分頻信號進(jìn)行邏輯運(yùn)算。具體來說，所述編碼類型調(diào)節(jié)單元根據(jù)控制模塊110識別出的工作狀態(tài)和治療信息產(chǎn)生的相應(yīng)的控制信號，通過定義多個寄存器保存多種編碼類型，然后通過數(shù)據(jù)選擇器選擇相應(yīng)的編碼作為調(diào)制波，將調(diào)制波與所述分頻信號進(jìn)行邏輯運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)了治療超聲波的編碼。，實(shí)現(xiàn)了編碼類型可調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)了超聲波的編碼類型可調(diào)。進(jìn)一步地，所述可編程邏輯芯片還包括激勵信號延時調(diào)節(jié)單元，所述激勵信號延時調(diào)節(jié)單元用于根據(jù)控制模塊110識別出的工作狀態(tài)和治療信息產(chǎn)生的相應(yīng)的控制信號，對發(fā)送到每個驅(qū)動模塊140的初級激勵信號進(jìn)行相應(yīng)的延時處理。具體來說，所述激勵信號延時調(diào)節(jié)單元根據(jù)控制模塊110識別出的工作狀態(tài)和治療信息產(chǎn)生的相應(yīng)的控制信號，對激勵信號產(chǎn)生模塊130產(chǎn)生的多路初級激勵信號進(jìn)行相應(yīng)的延時處理，使得每一個驅(qū)動模塊140收到的初級激勵信號的延時均不同，而每一個驅(qū)動模塊驅(qū)動對應(yīng)的超聲換能器150，當(dāng)多個超聲換能器150同時對某一需要治療的治療區(qū)域時，實(shí)現(xiàn)了多換能器同時對同一治療區(qū)域的深度聚焦，從而對該治療區(qū)域的進(jìn)行某一深度聚焦治療，從而達(dá)到最佳的治療效果或?qū)嶒?yàn)?zāi)康?。如圖3所示，多個驅(qū)動模塊140接收激勵信號產(chǎn)生模塊130發(fā)送的具有對應(yīng)不同延時的初級激勵信號產(chǎn)生對應(yīng)的脈沖信號去激勵一一對應(yīng)的超聲換能器150產(chǎn)生對應(yīng)的超聲治療波，由于每個超聲換能器到治療區(qū)域的距離不同，通過對每個超聲換能器的初級激勵信號作相應(yīng)的延時處理，便實(shí)現(xiàn)了多個超聲換能器150同時作用于同一區(qū)域的深度聚焦治療。這樣，本發(fā)明提供的超聲治療設(shè)備的各個超聲換能器不僅可以相互獨(dú)立工作，對多個部位同時進(jìn)行臨床治療或者實(shí)驗(yàn)研究；還可以多個超聲換能器共同工作作用于同一區(qū)域時，還可實(shí)現(xiàn)同一區(qū)域聚焦深度治療，實(shí)現(xiàn)多超聲換能器的深度聚焦治療，從而提高治療或者實(shí)驗(yàn)效果。優(yōu)選地，所述可編程邏輯芯片可采用EPM240系列復(fù)雜可編程邏輯器件。進(jìn)一步地，所述驅(qū)動模塊140包括:驅(qū)動芯片和驅(qū)動電路；所述驅(qū)動芯片連接驅(qū)動電路；所述驅(qū)動芯片連接激勵信號產(chǎn)生模塊130 ;所述驅(qū)動電路分別連接超聲換能器150和電源模塊160。所述驅(qū)動芯片用于提升初級激勵信號的電壓，使其達(dá)到驅(qū)動電路的驅(qū)動電壓。所述驅(qū)動電路用于提高脈沖激勵信號的電壓和電流的輸出能力，使其具有較高的驅(qū)動能力。請參閱圖2，圖2為本發(fā)明提供的超聲治療設(shè)備的驅(qū)動模塊的驅(qū)動電路的電路示意圖。如圖2所示，所述驅(qū)動電路包括:第一電容Cl、第二電容C2、第一二極管D1、第二二極管D2、第一電阻R1、第二電阻R2、第一場效應(yīng)管Ml和第二場效應(yīng)管M2 ;所述第一電容Cl的一端連接驅(qū)動芯片；所述第一電容Cl的另一端連接第一場效應(yīng)管Ml的柵極，還分別通過第一二極管Dl和第一電阻Rl連接第一場效應(yīng)管Ml的源極；所述第一場效應(yīng)管Ml的源極還連接電源模塊160的正可調(diào)電壓輸出端B+ ;所述第一場效應(yīng)管Ml的漏極連接超聲換能器150的正極；所述第二電容C2的一端連接驅(qū)動芯片；所述第二電容C2的另一端連接第二場效應(yīng)管M2的柵極，還分別通過第二二極管D2和第二電阻R2連接第二場效應(yīng)M2管的源極；所述第二場效應(yīng)管M2的源極還連接電源模塊160的負(fù)可調(diào)電壓輸出端B-;所述第二場效應(yīng)管M2的漏極連接超聲換能器150的正極；所述超聲換能器150的負(fù)極接地。所述驅(qū)動模塊140的工作原理如下:在實(shí)際應(yīng)用時，激勵信號產(chǎn)生模塊130中產(chǎn)生的初級激勵信號輸出電壓和輸出電流都很低。所述驅(qū)動芯片提升了初級激勵信號的電壓，經(jīng)過驅(qū)動電路整形，再提高其電壓和電流，輸出一具有較驅(qū)動能力的正負(fù)脈沖信號來控制超聲換能器150。所述驅(qū)動芯片可采用IR442X系列的芯片。進(jìn)一步地，所述第一場效應(yīng)管Ml和第二場效應(yīng)管M2均為增強(qiáng)型的場效應(yīng)管，具體來說所述第一場效應(yīng)管Ml為P溝道增強(qiáng)型場效應(yīng)管，可采用型號為IRF640的場效應(yīng)管；所述第二場效應(yīng)管M2為N溝道增強(qiáng)型場效應(yīng)管，可采用型號為IRF6215的場效應(yīng)管。進(jìn)一步地，驅(qū)動模塊140在實(shí)際工作中，激勵信號產(chǎn)生模塊130輸出的初級激勵信號經(jīng)過驅(qū)動模塊140的驅(qū)動芯片之后信號的高電平升高至驅(qū)動芯片的工作電壓，其他參數(shù)不變。驅(qū)動芯片輸出兩路完全相同的激勵信號至驅(qū)動電路。當(dāng)激勵信號通過第一電容Cl后，由于電源模塊160的正可調(diào)電壓B+、第一二極管Dl和第一電阻Rl的共同作用，使整體電勢被抬高，最終為:高電平與正可調(diào)電壓B+的值一致，其他參數(shù)均保持不變的正脈沖激勵信號。對于第一場效應(yīng)管Ml來說，若激勵信號為高電平時，則第一場效應(yīng)管Ml處于截止?fàn)顟B(tài)。相反的，若激勵信號為低電平，則第一場效應(yīng)管Ml處于導(dǎo)通狀態(tài),此時輸出正可調(diào)電壓B+的電壓值。
同樣的，當(dāng)激勵信號通過第二電容C2后，由于電源模塊160的負(fù)可調(diào)電壓B-、第二二極管D2和第二電阻R2的共同作用，使整體電勢被降低，其最終降低為:低電平與負(fù)可調(diào)電壓B-的值一致，其他參數(shù)均保持不變的負(fù)脈沖激勵信號。對于第二場效應(yīng)管M2來說，若激勵信號為高電平，則第二場效應(yīng)管M2處于導(dǎo)通狀態(tài)，此時輸出負(fù)可調(diào)電壓B-的電壓值。相反地，若激勵信號為低電平，第二場效應(yīng)管M2處于截止?fàn)顟B(tài)。由于驅(qū)動芯片輸出至第一電容Cl和第二電容C2上的兩路激勵信號完全相同，使得第一場效應(yīng)管Ml和第二場效應(yīng)管M2交替導(dǎo)通，產(chǎn)生了與初級激勵信號的頻率，占空t匕、脈沖重復(fù)周期和編碼類型相同的具有較大驅(qū)動能力的正負(fù)脈沖信號去激勵超聲換能器150。由于電源模塊160為驅(qū)動電路供電，電源模塊160的電壓可調(diào)，通過控制模塊110同時調(diào)節(jié)電源模塊160的正負(fù)電壓，從而改變超聲換能器150兩端的電壓，實(shí)現(xiàn)輸出功率參數(shù)可調(diào)。請繼續(xù)參閱圖2，進(jìn)一步地，所述驅(qū)動電路還包括第三電容C3、第四電容C4、第五電容C5和第六電容C6 ;所述第三電容C3的一端連接第一場效應(yīng)管Ml的源極，另一端接地；所述第四電容C4的一端連接第一場效應(yīng)管Ml的源極，另一端接地；所述第五電容C5的一端連接第二場效應(yīng)管M2的源極，另一端接地；所述第六電容C6的一端連接第二場效應(yīng)管M2的源極，另一端接地。所述第三電容C3、第四電容C4、第五電容C5和第六電容C6均為極性電容，用于濾波?！け景l(fā)明提供的超聲治療設(shè)備，通過電源模塊將220V交流市電轉(zhuǎn)換為超聲治療設(shè)備中各個模塊正常工作時所需電壓，控制模塊通過判斷按鍵的邏輯信號來響應(yīng)相應(yīng)的功能，向激勵信號產(chǎn)生模塊發(fā)送相應(yīng)的控制信號，并把此時按鍵的功能信息實(shí)時的顯示在顯示模塊上。激勵信號產(chǎn)生模塊響應(yīng)控制模塊的發(fā)出的控制信號，產(chǎn)生相應(yīng)的初級激勵信號，經(jīng)驅(qū)動模塊對初級激勵信號進(jìn)行功率放大，使其具有高電壓、大電流的特點(diǎn)，之后激勵超聲換能器。超聲換能器受到經(jīng)過功率放大之后的激勵信號的驅(qū)動，產(chǎn)生相應(yīng)參數(shù)的超聲波，用于實(shí)臨床治療或驗(yàn)研究。并且本發(fā)明提供的超聲治療設(shè)備采用模塊化設(shè)計(jì)，將各個組成模塊標(biāo)準(zhǔn)化，并且接口也標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)了可拆卸式連接，模塊化設(shè)計(jì)使得超聲治療設(shè)備拆卸方便，可以根據(jù)實(shí)際的需要增減超聲各個模塊的數(shù)量，便于臨床治療和實(shí)驗(yàn)研究等多場合的應(yīng)用。本發(fā)明提供的超聲治療設(shè)備中包含多個超聲換能器(超聲波探頭)，每個超聲探頭既可以單獨(dú)的工作，對多個部位同時進(jìn)行臨床治療或者實(shí)驗(yàn)研究；又可以當(dāng)多個超聲換能器共同作用于同一個區(qū)域時，對該區(qū)域進(jìn)行深度聚焦，達(dá)到最佳臨床治療或者實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹；谏鲜龀曋委熢O(shè)備，本發(fā)明還提供了一種超聲治療設(shè)備的實(shí)現(xiàn)方法，如圖4所示，包括以下步驟:
S100、控制模塊接收用戶輸入的控制信息并將其識別為對應(yīng)的工作狀態(tài)和治療信息，并根據(jù)識別的所述工作狀態(tài)和治療信息產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號；
S200、激勵信號產(chǎn)生模塊根據(jù)控制模塊的控制信號產(chǎn)生具有相應(yīng)頻率、相應(yīng)占空比、相應(yīng)脈沖重復(fù)周期及相應(yīng)編碼類型的初級激勵信號；
S300、驅(qū)動模塊根據(jù)所述初級激勵信號產(chǎn)生相應(yīng)的正負(fù)脈沖信號來驅(qū)動超聲換能器； S400、超聲換能器根據(jù)所述驅(qū)動模塊產(chǎn)生的正負(fù)脈沖信號產(chǎn)生相應(yīng)的超聲波。以下結(jié)合具體的實(shí)施例對上述步驟進(jìn)行詳細(xì)說明。所述控制信息為用戶對治療超聲波的要求，所述工作狀態(tài)和治療信息為超聲波的具體參數(shù)，可使超聲治療設(shè)備產(chǎn)生符合用戶要求的治療超聲波。具體來說，在步驟SlOO中，控制模塊通過按鍵接收用戶輸入的控制信息，當(dāng)有按鍵按下時，產(chǎn)生中斷信號傳給控制模塊的微處理器，微處理器執(zhí)行中斷程序進(jìn)行按鍵掃描，并對按下的按鍵設(shè)置相應(yīng)的功能標(biāo)志位，然后調(diào)用顯示程序，把此時超聲治療設(shè)備的工作狀態(tài)和治療信息等狀態(tài)信息顯示在顯示模塊上，微處理器并執(zhí)行與激勵信號產(chǎn)生模塊進(jìn)行通信的程序，控制其產(chǎn)生相應(yīng)的初級激勵信號。進(jìn)一步地，在所述步驟SlOO之前，還包括:控制模塊初始化；具體為微處理器進(jìn)行中斷初始化、I/o 口初始化、定時器初始化及顯示模塊的初始化，之后進(jìn)入等待按鍵中斷狀態(tài)。進(jìn)一步地，所述步驟SlOO還包括:控制模塊根據(jù)對應(yīng)的工作狀態(tài)和治療信息產(chǎn)生的相應(yīng)的控制信號，控制相應(yīng)的治療時間。具體來說，控制模塊將用戶輸入的控制信息識別為用戶對應(yīng)的參數(shù)要求，譬如超聲波的頻率、占空比、脈沖重復(fù)周期及編碼類型等參數(shù)要求，以及治療時間和輸出功率等，所述控制模塊根據(jù)對應(yīng)的工作狀態(tài)和治療信息產(chǎn)生的相應(yīng)的控制信號，通過控制模塊內(nèi)的定時器相應(yīng)控制治療時間，即超聲治療設(shè)備持續(xù)發(fā)射超聲波的時間。在步驟S200中，激勵信號產(chǎn)生模塊接收控制模塊的控制信號，根據(jù)控制模塊識別的工作狀態(tài)和治療信息產(chǎn)生具有相應(yīng)頻率、相應(yīng)占空比、相應(yīng)脈沖重復(fù)周期及相應(yīng)編碼類型的初級激勵信號。進(jìn)一步地,所述步驟S200具體包括:
步驟S201、激勵信號產(chǎn)生模塊對輸入時鐘信號進(jìn)行分頻，然后根據(jù)控制模塊識別出的工作狀態(tài)和治療信息產(chǎn)生的相應(yīng)的控制信號，選擇相應(yīng)的分頻信號。具體來說，所述激勵信號產(chǎn)生模塊包括一可編程邏輯芯片和外圍電路等。在可編程邏輯芯片中，通過編寫程序?qū)懸粋€計(jì)數(shù)器對輸入時鐘信號進(jìn)行分頻，然后通過選擇器選擇不同的分頻信號作為初級激勵信號，然后去激勵超聲換能器產(chǎn)生相應(yīng) 頻率的治療波，實(shí)現(xiàn)了頻率可調(diào)。步驟S202、激勵信號產(chǎn)生模塊根據(jù)控制模塊識別出的工作狀態(tài)和治療信息產(chǎn)生的相應(yīng)的控制信號，選擇相應(yīng)占空比及周期的低頻信號，將所述低頻信號與分頻信號進(jìn)行邏輯運(yùn)算。具體來說，所述激勵信號產(chǎn)生模塊包括一可編程邏輯芯片和外圍電路等。在可編程邏輯芯片中，通過編寫程序可以產(chǎn)生一個低頻信號，然后用這個低頻信號與所述分頻信號進(jìn)行邏輯運(yùn)算。這個低頻信號的周期就是治療波的脈沖重復(fù)周期，它的占空比就是治療波的占空比。選用不同的低頻信號，就可以得到不同的脈沖重復(fù)周期和不同占空比的激勵信號，從而實(shí)現(xiàn)了脈沖重復(fù)周期和占空比可調(diào)。步驟S203、激勵信號產(chǎn)生模塊根據(jù)控制模塊識別出的工作狀態(tài)和治療信息產(chǎn)生的相應(yīng)的控制信號。具體來說，所述激勵信號產(chǎn)生模塊包括一可編程邏輯芯片和外圍電路等。在可編程邏輯芯片中，可以定義多個寄存器保存多種編碼類型波，然后通過數(shù)據(jù)選擇器選擇相應(yīng)編碼作為調(diào)制波，將調(diào)制波與所述分頻信號進(jìn)行邏輯運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)了治療波的編碼類型可調(diào)。進(jìn)一步地,所述步驟S200還包括:
步驟S204、激勵信號產(chǎn)生模塊根據(jù)控制模塊識別出的工作狀態(tài)和治療信息產(chǎn)生的相應(yīng)的控制信號，對激勵信號產(chǎn)生模塊產(chǎn)生的多路初級激勵信號進(jìn)行相應(yīng)的延時處理。具體如上所述，實(shí)現(xiàn)了多個超聲換能器共同作用于某一部位時的深度聚焦治療，實(shí)現(xiàn)了多個換能器對同一區(qū)域的深度聚焦治療，從而提高了治療效果，從而達(dá)到最佳的臨床治療效果或者實(shí)驗(yàn)研究目的。進(jìn)一步地,所述步驟S200還包括:步驟S205、激勵信號產(chǎn)生模塊根據(jù)控制模塊產(chǎn)生的相應(yīng)控制信號產(chǎn)生相應(yīng)數(shù)量的初級激勵信號給驅(qū)動模塊來驅(qū)動相應(yīng)數(shù)量的超聲換能器。具體來說，所述驅(qū)動模塊和超聲換能器一一對應(yīng)，即一個驅(qū)動模塊對應(yīng)驅(qū)動一個超聲換能器。所述激勵信號產(chǎn)生模塊包括一可編程邏輯芯片和外圍電路等。所述可編程邏輯芯片根據(jù)控制模塊的控制信號產(chǎn)生相應(yīng)數(shù)量的初級激勵信號給驅(qū)動模塊來驅(qū)動相應(yīng)數(shù)量的超聲換能器，從而實(shí)現(xiàn)了多個超聲換能器對多個區(qū)域同時治療。同時作用于不同部位，大大提高了進(jìn)行臨床治療或者實(shí)驗(yàn)研究的效率。在所述步驟S300中，驅(qū)動模塊根據(jù)所述初級激勵信號產(chǎn)生正負(fù)脈沖信號來驅(qū)動超聲換能器產(chǎn)生用戶所需的用于臨床治療或?qū)嶒?yàn)研究的超聲波。進(jìn)一步地，所述步驟S300還包括:步驟S301、根據(jù)控制模塊識別出的工作狀態(tài)和治療信息產(chǎn)生的相應(yīng)的控制信號，相應(yīng)調(diào)節(jié)電源模塊中用于給驅(qū)動模塊供電的可調(diào)電壓的范圍。具體來說，所述控制模塊控制電源模塊，通過調(diào)節(jié)電源模塊給驅(qū)動模塊中的驅(qū)動電路的電壓值，即同時調(diào)節(jié)驅(qū)動電路中正負(fù)可調(diào)電壓，從而改變超聲換能器兩端的電壓，從而實(shí)現(xiàn)了設(shè)備輸出功率可調(diào)。在步驟S400中，超聲換能器根據(jù)所述驅(qū)動模塊的驅(qū)動信號的激勵，產(chǎn)生所需的超聲波用于臨床治療或者實(shí)驗(yàn)研究。根據(jù)實(shí)際需要，多個超聲換能器既可以單獨(dú)工作同時作用于不同部位，又可以共同作用于同一區(qū)域進(jìn)行深度聚焦治療。綜上所述，本發(fā)明提供的超聲治療設(shè)備及其實(shí)現(xiàn)方法，具有以下優(yōu)點(diǎn):實(shí)現(xiàn)了治療時間、治療波頻率、治療波 占空比、治療波脈沖重復(fù)周期、編碼類型和輸出功率等多種治療參數(shù)可調(diào)，而且可調(diào)范圍廣；采用與傳統(tǒng)技術(shù)不同的架構(gòu)理念，設(shè)備整體結(jié)構(gòu)采用MCU+FPGA的架構(gòu)理念，激勵信號由可編程邏輯器件產(chǎn)生，方便快捷設(shè)置相關(guān)參數(shù)，且更穩(wěn)定；各個結(jié)構(gòu)采用模塊化設(shè)計(jì)，拆卸方便，可以根據(jù)實(shí)際的需要增減各個模塊，便于臨床治療和實(shí)驗(yàn)研究等多場合的應(yīng)用；既可以實(shí)現(xiàn)各個超聲換能器相互獨(dú)立同時對多部位進(jìn)行治療，又可以實(shí)現(xiàn)多個超聲換能器對同一區(qū)域進(jìn)行深度聚焦治療的功能，達(dá)到最佳的臨床治療效果或?qū)嶒?yàn)?zāi)康?；既能滿足實(shí)驗(yàn)研究的需要，又能滿足臨床治療的需求，使實(shí)驗(yàn)研究和臨床治療結(jié)合更緊密，使其滿足多領(lǐng)域，多場合的需求，具有廣闊的前景和社會效益。應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的應(yīng)用不限于上述的舉例，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種超聲治療設(shè)備，其特征在于，包括:電源模塊、控制模塊、顯示模塊、激勵信號產(chǎn)生模塊、多個驅(qū)動模塊和多個超聲換能器；所述每個驅(qū)動模塊對應(yīng)連接一個超聲換能器；所述控制模塊連接顯示模塊；所述控制模塊、激勵信號產(chǎn)生模塊、驅(qū)動模塊和超聲換能器依次連接；所述電源模塊分別連接顯示模塊、控制模塊、激勵信號產(chǎn)生模塊和驅(qū)動模塊； 所述控制模塊，一方面用于接收用戶輸入的控制信息并識別為對應(yīng)的工作狀態(tài)和治療信息，并根據(jù)識別的所述工作狀態(tài)和治療信息產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，控制激勵信號產(chǎn)生模塊產(chǎn)生具有相應(yīng)參數(shù)的初級激勵信號，所述參數(shù)包括:頻率、占空比、脈沖重復(fù)周期和編碼類型；另一方面用于根據(jù)所述控制信號控制治療時間，以及控制顯示模塊顯示超聲治療設(shè)備的工作狀態(tài)和治療信息； 所述顯示模塊，用于顯示超聲治療設(shè)備的工作狀態(tài)和治療信息； 所述激勵信號產(chǎn)生模塊，用于根據(jù)控制模塊產(chǎn)生的相應(yīng)控制信號來產(chǎn)生具有相應(yīng)參數(shù)的初級激勵信號； 所述驅(qū)動模塊，用于將初級激勵信號處理為相應(yīng)的正負(fù)脈沖信號來激勵超聲換能器產(chǎn)生治療超聲波； 所述超聲換能器，用于根據(jù)所述驅(qū)動模塊的正負(fù)脈沖信號產(chǎn)生相應(yīng)的治療超聲波； 所述電源模塊，用于提供工作電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲治療設(shè)備，其特征在于，所述控制模塊包括用于輸入控制信息的按鍵和用于識別輸入的控制信息并產(chǎn)生相應(yīng)控制信號的微處理器；所述按鍵連接微處理器，所述微處理器分別連接顯示模塊和激勵信號產(chǎn)生模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲治療設(shè)備，其特征在于，所述激勵信號產(chǎn)生模塊包括一用于產(chǎn)生不同頻率、不同占空比、不同脈沖重復(fù)周期及不同編碼類型的初級激勵信號的可編程邏輯芯片； 其中，所述可編程邏輯芯片包括: 頻率調(diào)節(jié)單元，用于對輸入時鐘信號進(jìn)行分頻，然后根據(jù)控制模塊識別出的工作狀態(tài)和治療信息產(chǎn)生的相應(yīng)的控制信號，選擇相應(yīng)頻率的分頻信號； 占空比和脈沖重復(fù)周期調(diào)節(jié)單元，用于根據(jù)控制模塊識別出的工作狀態(tài)和治療信息產(chǎn)生的相應(yīng)的控制信號，選擇相應(yīng)占空比及周期的低頻信號，將所述低頻信號與分頻信號進(jìn)行邏輯運(yùn)算； 編碼類型調(diào)節(jié)單元，用于根據(jù)控制模塊識別出的工作狀態(tài)和治療信息產(chǎn)生的相應(yīng)的控制信號，選擇相應(yīng)的編碼調(diào)制波，將調(diào)制波與分頻信號進(jìn)行邏輯運(yùn)算； 激勵信號延時調(diào)節(jié)單元，用于根據(jù)控制模塊識別出的工作狀態(tài)和治療信息產(chǎn)生的相應(yīng)的控制信號，對發(fā)送到每個驅(qū)動模塊的初級激勵信號進(jìn)行相應(yīng)的延時處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲治療設(shè)備，其特征在于，所述驅(qū)動模塊包括驅(qū)動芯片和驅(qū)動電路；所述驅(qū)動芯片連接驅(qū)動電路；所述驅(qū)動芯片連接激勵信號產(chǎn)生模塊；所述驅(qū)動電路分別連接超聲換能器和電源模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲治療設(shè)備，其特征在于，所述驅(qū)動電路包括:第一電容、第二電容、第一二極管、第二二極管、第一電阻、第二電阻、第一場效應(yīng)管和第二場效應(yīng)管；所述第一電容的一端連接驅(qū)動芯片；所述第一電容的另一端連接第一場效應(yīng)管的柵極，還分別通過第一二極管和第一電阻連接第一場效應(yīng)管的源極；所述第一場效應(yīng)管的源極還連接電源模塊；所述第一場效應(yīng)管的漏極連接超聲換能器的正極；所述第二電容的一端連接驅(qū)動芯片；所述第二電容的另一端連接第二場效應(yīng)管的柵極，還分別通過第二二極管和第二電阻連接第二場效應(yīng)管的源極；所述第二場效應(yīng)管的源極還連接電源模塊；所述第二場效應(yīng)管的漏極連接超聲換能器的正極；所述超聲換能器的負(fù)極接地。
6.一種如權(quán)利要求1所述的超聲治療設(shè)備的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，包括以下步驟: A、控制模塊接收用戶輸入的控制信息并將其識別為對應(yīng)的工作狀態(tài)和治療信息，并根據(jù)識別的所述工作狀態(tài)和治療信息產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號； B、激勵信號產(chǎn)生模塊根據(jù)控制模塊的控制信號產(chǎn)生具有相應(yīng)頻率、相應(yīng)占空比、相應(yīng)脈沖重復(fù)周期及相應(yīng)編碼類型的初級激勵信號； C、驅(qū)動模塊根據(jù)所述初級激勵信號產(chǎn)生相應(yīng)的正負(fù)脈沖信號來驅(qū)動超聲換能器； D、超聲換能器根據(jù)所述驅(qū)動模塊產(chǎn)生的正負(fù)脈沖信號產(chǎn)生相應(yīng)的超聲波。
7.根據(jù)權(quán)利要求6 所述的超聲治療設(shè)備的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述步驟B具體包括: B1、激勵信號產(chǎn)生模塊對輸入時鐘信號進(jìn)行分頻，然后根據(jù)控制模塊識別出的工作狀態(tài)和治療信息產(chǎn)生的相應(yīng)的控制信號，選擇相應(yīng)的分頻信號； B2、激勵信號產(chǎn)生模塊根據(jù)控制模塊識別出的工作狀態(tài)和治療信息產(chǎn)生的相應(yīng)的控制信號，選擇相應(yīng)占空比及周期的低頻信號，將所述低頻信號與分頻信號進(jìn)行邏輯運(yùn)算； B3、激勵信號產(chǎn)生模塊根據(jù)控制模塊識別出的工作狀態(tài)和治療信息產(chǎn)生的相應(yīng)的控制信號，選擇相應(yīng)的調(diào)制波，將調(diào)制波與分頻信號進(jìn)行邏輯運(yùn)算。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超聲治療設(shè)備的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述步驟B還包括: B4、激勵信號產(chǎn)生模塊根據(jù)控制模塊識別出的工作狀態(tài)和治療信息產(chǎn)生的相應(yīng)的控制信號，對激勵信號產(chǎn)生模塊產(chǎn)生的多路初級激勵信號進(jìn)行相應(yīng)的延時處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超聲治療設(shè)備的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述步驟C還包括: Cl、根據(jù)控制模塊識別出的工作狀態(tài)和治療信息產(chǎn)生的相應(yīng)的控制信號，相應(yīng)調(diào)節(jié)電源模塊中用于給驅(qū)動模塊供電的可調(diào)電壓的范圍。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超聲治療設(shè)備的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述步驟B還包括: B5、激勵信號產(chǎn)生模塊根據(jù)控制模塊產(chǎn)生的相應(yīng)控制信號產(chǎn)生相應(yīng)數(shù)量的初級激勵信號用于驅(qū)動模塊來驅(qū)動相應(yīng)數(shù)量的超聲換能器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超聲治療設(shè)備及其實(shí)現(xiàn)方法，所述超聲治療設(shè)備包括電源模塊、控制模塊、顯示模塊、激勵信號產(chǎn)生模塊、多個驅(qū)動模塊和多個超聲換能器；所述電源模塊分別連接顯示模塊、控制模塊、激勵信號產(chǎn)生模塊和驅(qū)動模塊；所述顯示模塊、控制模塊、激勵信號產(chǎn)生模塊、驅(qū)動模塊和超聲換能器依次連接；所述驅(qū)動模塊與超聲換能器對應(yīng)連接；所述控制模塊控制治療時間，控制電源模塊調(diào)節(jié)輸出功率，還通過控制激勵信號產(chǎn)生模塊產(chǎn)生相應(yīng)頻率、相應(yīng)占空比、相應(yīng)脈沖重復(fù)周期及相應(yīng)編碼類型的初級激勵信號，設(shè)備整體結(jié)構(gòu)采用MCU+FPGA的架構(gòu)理念，且模塊化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了治療超聲波的可調(diào)參數(shù)多、范圍廣、多換能器深度聚焦治療，滿足臨床治療和實(shí)驗(yàn)研究的需求。
文檔編號A61N7/00GK103157197SQ20131008887
公開日2013年6月19日 申請日期2013年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月20日
發(fā)明者陳昕, 牛洋洋, 馬繼鵬 申請人:深圳大學(xué)