一种用于超声波治疗仪的治疗头的工作参数标定方法技术

本发明专利技术公开了一种用于超声波治疗仪的治疗头的工作参数标定方法，首先检测治疗头内的压电晶体的工作频率，将频率与声强输出响应曲线以折线图的形式在计算机上显示；然后根据该折线图，找出治疗头输出声强的最佳工作频率，以此频率来标定治疗头；接着根据治疗头规定的声强参数，调整下位机中数字电位器的数值来标定治疗头的参数，并将数字电位器的数值和治疗头的各项参数保存在治疗头的存储芯片中；最后通过计算机操作下位机使标定后的治疗头输出超声波进行检验。本发明专利技术能够解决现有的同系列的治疗头之间不能互换的问题，提高超声波治疗头声功率的输出精度，标定过程由计算机和下位机完成，无需人工录入存档，从而提高治疗头标定的效率和准确率。

A Calibration Method of Operating Parameters for the Therapeutic Head of Ultrasound Therapeutic Instrument

The invention discloses a method for calibrating the working parameters of the therapeutic head of an ultrasonic therapeutic instrument. Firstly, the working frequency of the piezoelectric crystal in the therapeutic head is detected, and the response curve of the frequency and the sound intensity output is displayed on the computer in the form of a broken line graph. Then, according to the broken line graph, the optimal working frequency of the output sound intensity of the therapeutic head is found, and the therapeutic head is calibrated with this frequency. According to the sound intensity parameters prescribed by the therapeutic head, the parameters of the therapeutic head are calibrated by adjusting the value of digital potentiometer in the lower computer, and the values of the digital potentiometer and the parameters of the therapeutic head are stored in the memory chip of the therapeutic head. Finally, the calibrated therapeutic head is tested by the computer operation of the lower computer. The invention can solve the problem that the existing treatment heads of the same series can not be interchanged, improve the output accuracy of the sound power of the ultrasonic treatment head, complete the calibration process by the computer and the lower computer without manual input and archiving, thereby improving the efficiency and accuracy of the treatment head calibration.

【技术实现步骤摘要】
一种用于超声波治疗仪的治疗头的工作参数标定方法
本专利技术涉及超声治疗
，具体涉及一种用于超声波治疗仪的治疗头的工作参数标定方法。
技术介绍
超声波治疗仪的主要原理是使用一定功率和频率的超声波，经头颅直接作用于脑病变部位，利用其机械、温热、空化作用，对病人进行治疗。在进行治疗时，将患者的治疗部位和治疗头上分别均匀涂抹超声耦合剂，然后将治疗头放置于治疗部位，启动治疗仪即可开始治疗。由于超声波直接作用于患者病灶，所以对超声波的功率和频率有严格的范围要求。由于治疗头内的压电晶体离散性较大，每个治疗头需要单独设定工作频点与输出信号电压，因此，现有的治疗仪都是一个治疗头固定匹配一台主机，治疗头与主机之间不能互换，一旦直接互换，输出声功率偏差大、需要整机重新调整参数，不仅给生产、使用和后续的维护更换带来了极大不便，也可能给治疗过程埋下隐患。因此，为了输出功率和频率稳定保持在特定范围内的超声波，每个治疗头在使用前都要进行手动标定，一个治疗头固定匹配一台主机，治疗仪工作时，在750KHz到850KHz之间以1KHz为间隔进行频率设定并输出，并记录下各点频率下输出的超声波功率与驱动电压、电流参数，筛选出最佳工作频率，以此频率为基础调整数字电位器数值，使治疗头输出符合规定要求的声强，并将最佳工作频率和对应数字电位器数值保存在治疗仪主机芯片中，之后录入计算机进行存档，以上过程均由人工操作。这种标定方法存在诸多缺陷：用时长，容易遗漏频点，容易记录错误，治疗头与主机一对一不能互换，若直接互换则会因主机中所存储的参数与新换治疗声头不符，造成输出的超声波功率频率皆不符合要求，给治疗仪的生产、使用和后续的维护更换带来极大不便，也可能给治疗过程埋下隐患。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于超声波治疗仪的治疗头的工作参数标定方法，能够自动对治疗头进行标定，从而解决现有的治疗头不能互换的问题，提高了超声波治疗仪输出的声功率的精度。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种用于超声波治疗仪的治疗头的工作参数标定方法，依次包括以下步骤：步骤1：检测治疗头内的压电晶体的工作频率，将工作频率与输出声强之间的响应曲线以折线图的形式在计算机上显示；步骤2：根据步骤1中测量出的折线图，找出治疗头输出声强的最佳工作频率，以此频率来标定治疗头；步骤3：根据超声治疗仪要求的输出声强参数，在步骤2确定的频率下，调整下位机中数字电位器的数值，以改变下位机中功率放大器的增益来标定治疗头的参数，并将治疗头的最佳工作频率及数字电位器的数值等各项参数保存在治疗头的存储芯片中。优选的，所述步骤(1)具体包括：(1)将吸收靶放入水槽中，并将水槽放在电子秤上，向水槽中注入无气水，直到电子秤的读数达到180g，然后将电子秤的读数归零；(2)将治疗头的治疗端水平卡接在位于电子秤一侧的支架上，使治疗头的治疗面伸入水下2～3mm，刮去治疗头入水时产生的气泡，并将治疗头的连接端连接下位机，将电子秤和下位机通过串口连接计算机；(3)打开计算机和下位机，通过下位机控制治疗头输出超声波，超声波经吸收靶转化后，可以用电子秤测量出一个辐射力读数，通过该辐射力读数可以计算出超声波声强，计算机控制下位机进行扫频输出，并从下位机读取各个频率点的输出声强、工作电流和工作电压，将结果以折线图的形式显示在计算机上，折线图的横坐标为频率，纵坐标表示输出声强、工作电流和工作电压。优选的，所述步骤(3)中，计算机在750KHz至850KHz之间，以1KHz为间隔进行频率设定，通过下位机控制治疗头输出超声波，治疗头输出的超声波的声功率、声强与辐射力读数之间的关系由以下公式计算：PN＝πIPN＝Fc＝Δm·g·c其中，PN表示声功率，单位为W；I表示声强，单位为W/cm2；F表示辐射力，单位为N；Δm表示电子秤的示数，单位为g；g表示重力加速度；c表示水中的声速，取26℃、1500m/s；将各个数值带入上述公式中，即可得出电子秤示数所对应的声强。优选的，还包括步骤4：通过计算机控制下位机使标定后的治疗头输出超声波，观察该标定后的治疗头的输出功率是否在规定范围内，以及治疗头的输出是否稳定，即观察电子秤的读数是否稳定在规定范围内3-5秒，若否，则返回步骤1继续标定，若是，则该治疗头标定完成。本专利技术能够解决现有的同系列的治疗头不能互换的问题，提高了超声波治疗仪输出的声功率的精度，方便治疗仪的生产、使用及后续的养护和更换，标定过程由计算机和下位机完成，无需人工录入存档，从而提高治疗头标定的效率和准确率。具体实施方式以下对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他所有实施例，都属于本专利技术的保护范围。本专利技术公开了一种用于超声波治疗仪的治疗头的工作参数标定方法，依次包括以下步骤：步骤1：检测治疗头内的压电晶体的工作频率，将工作频率与输出声强之间的响应曲线以折线图的形式在计算机上显示。(1)将吸收靶放入水槽中，并将水槽放在电子秤上，向水槽中注入无气水，直到电子秤的读数达到180g，然后将电子秤的读数归零；(2)将治疗头的治疗端水平卡接在位于电子秤一侧的支架上，使治疗头的治疗面伸入水下2～3mm，刮去治疗头入水时产生的气泡，并将治疗头的连接端连接下位机，将电子秤和下位机通过串口连接计算机；(3)打开计算机和下位机，由计算机在750KHz至850KHz之间，以1KHz为间隔进行频率设定，通过下位机控制治疗头输出超声波，吸收靶是表面带有规则排列的锥形或锯齿形尖劈的吸声材料平板，超声波入射吸收靶后，超声波声功率可以转化为辐射力读数在电子秤上显示出，通过该辐射力读数可以计算出超声波声强，计算机控制下位机进行扫频输出，并从下位机读取各个频率点的输出声强与工作电流、电压，将结果以折线图的形式显示在计算机上，折线图的横坐标为频率，纵坐标表示输出声强、工作电流和工作电压。其中，治疗头输出的超声波的声功率、声强与辐射力读数之间的关系由以下公式计算：PN＝πIPN＝Fc＝Δm·g·c其中，PN表示声功率，单位为W；I表示声强，单位为W/cm2；F表示辐射力，单位为N；Δm表示电子秤的示数，单位为g；g表示重力加速度；c表示水中的声速，取1500m/s；将各个数值带入上述公式中，即可得出电子秤示数所对应的声强。形成折线图的过程由计算机内的软件来完成，为现有技术，不再赘述。步骤2：根据步骤1中测量出的折线图，找出治疗头输出声强的最佳工作频率，以此频率来标定治疗头。将治疗头的输出声功率分为四档，每一档都有安全输出范围的要求，第一档：设定声强为0.25W/cm2，输出声功率为0.785W，转化后的电子秤读数为0.05-0.06g；第二档：设定声强为0.50W/cm2，输出声功率为1.57W，转化后的电子秤读数为0.10-0.12g；第三档：设定声强为0.75W/cm2，输出声功率为2.355W，转化后的电子秤读数为0.14-0.18g；第四档：设定声强为1.00W/cm2，输出声功率为3.14W，转化后的电子秤读数为0.19-0.23g。步骤3：参照步骤2中的四档数据，在步骤2确定的频率下，调整下位机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于超声波治疗仪的治疗头的工作参数标定方法，其特征在于，依次包括以下步骤：步骤1：检测治疗头内的压电晶体的工作频率，将工作频率与输出声强之间的响应曲线以折线图的形式在计算机上显示；步骤2：根据步骤1中测量出的折线图，找出治疗头输出声强的最佳工作频率，以此频率来标定治疗头；步骤3：根据超声治疗仪要求的输出声强参数，在步骤2确定的频率下，调整下位机中数字电位器的数值，以改变下位机中功率放大器的增益来标定治疗头的参数，并将治疗头的最佳工作频率及数字电位器的数值等各项参数保存在治疗头的存储芯片中。

【技术特征摘要】
1.一种用于超声波治疗仪的治疗头的工作参数标定方法，其特征在于，依次包括以下步骤：步骤1：检测治疗头内的压电晶体的工作频率，将工作频率与输出声强之间的响应曲线以折线图的形式在计算机上显示；步骤2：根据步骤1中测量出的折线图，找出治疗头输出声强的最佳工作频率，以此频率来标定治疗头；步骤3：根据超声治疗仪要求的输出声强参数，在步骤2确定的频率下，调整下位机中数字电位器的数值，以改变下位机中功率放大器的增益来标定治疗头的参数，并将治疗头的最佳工作频率及数字电位器的数值等各项参数保存在治疗头的存储芯片中。2.如权利要求1所述的一种用于超声波治疗仪的治疗头的工作参数标定方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：(1)将吸收靶放入水槽中，并将水槽放在电子秤上，向水槽中注入无气水，直到电子秤的读数达到180g，然后将电子秤的读数归零；(2)将治疗头的治疗端水平卡接在位于电子秤一侧的支架上，使治疗头的治疗面伸入水下2～3mm，刮去治疗头入水时产生的气泡，并将治疗头的连接端连接下位机，将电子秤和下位机通过串口连接计算机；(3)打开计算机和下位机，通过下位机控制治疗头输出超声波，超声波经吸收靶转化后，可以用电子秤测量出一个辐射力读数，通过该辐射力读数可以计算出超声波...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏玉刚，李铭，符世杰，闫文静，
申请(专利权)人：洛阳和合电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41