一种超声针灸系统和超声针灸系统控制方法技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种超声针灸系统和超声针灸系统控制方法。其中，系统包括：超声多通道控制器模块和超声换能器模块；超声换能器模块为至少一个多阵元超声换能器和/或由至少两个单阵元超声换能器组成的多超声换能器阵列；超声多通道控制器模块调节每个超声发射单元产生超声波的参数，超声发射单元为多阵元超声换能器中任一阵元和单阵元超声换能器阵列中每个单阵元超声换能器；超声换能器模块在超声多通道控制器模块的控制下产生超声信号。本发明专利技术实施例解决了利用凹面超声换能器/凸面声透镜调控声波聚焦，聚焦深度均单一的问题；实现对超声发射单元的相位和幅值的调控，产生多种声束，使系统可以对人体不同穴位的深度和位置进行精准超声刺激。

A control method of ultrasound acupuncture system and ultrasound acupuncture system

The embodiment of the invention discloses an ultrasonic acupuncture system and a control method of the ultrasonic acupuncture system. The system includes: ultrasonic multichannel controller module and ultrasonic transducer module; the ultrasonic transducer module is at least one multi-element ultrasonic transducer and / or a multi-element ultrasonic transducer array composed of at least two single element ultrasonic transducers; the ultrasonic multichannel controller module regulates the ultrasonic parameters of each ultrasonic transmitting unit, and the ultrasonic transmitting unit is multi-element ultrasonic transducer The ultrasonic transducer module generates the ultrasonic signal under the control of the ultrasonic multichannel controller module. The embodiment of the invention solves the problem that the concave ultrasonic transducer / convex acoustic lens is used to control the focus of the acoustic wave, and the focus depth is single; the phase and amplitude of the ultrasonic emission unit are controlled, and a variety of acoustic beams are generated, so that the system can accurately stimulate the depth and position of different acupoints of the human body.

【技术实现步骤摘要】
一种超声针灸系统和超声针灸系统控制方法
本专利技术实施例涉及医学成像技术，尤其涉及一种超声针灸系统和超声针灸系统控制方法。
技术介绍
针灸是我国特有的一种疾病治疗手段。通过针灸可以疏通经络，从而使其发挥正常的生理作用，从而达到治疗疾病的目的。传统的针灸都是使用针具按照一定的角度刺入患者体内，对特定部位进行刺激达到治疗的目的。而传统针灸治疗存在一些风险，有可能出现晕针、滞针、弯针、出血和感染等不安全因素。现今已经有许多实验室正在利用超声波代替传统针具对人体穴位进行刺激，进而达到治疗的目的，利用的是超声能量易于集中、穿透力强、方向性好等优点，并且对人体组织损伤为零或极小的优势，在医学诊断和治疗等方面都受到越来越多的关注。但是，传统的超声聚焦形成声束对待治疗部位进行刺激是利用凹面超声换能器或者凸面声透镜调控声波聚焦，此种聚焦方法产生的聚焦声波焦距和焦斑宽度及聚焦深度均固定单一，不够灵活，导致超声针灸系统产生的声束焦点单一，不够灵活，限制了超声在针灸治疗中的效果。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种超声针灸系统和超声针灸系统控制方法，以实现灵活调控超声波聚焦的焦点个数和焦距，使超声针灸系统更够对待刺激部位同时在多点刺激以及使超声刺激深度可调。第一方面，本专利技术实施例提供了一种超声针灸系统，该系统包括：超声多通道控制器模块和超声换能器模块；所述超声换能器模块为至少一个多阵元超声换能器和/或由至少两个单阵元超声换能器组成的多超声换能器阵列；其中，所述超声多通道控制器模块，用于调节每一个超声发射单元产生超声波的参数，其中，超声发射单元为所述多阵元超声换能器中任一阵元和所述单阵元超声换能器阵列中每一个单阵元超声换能器；所述超声换能器模块，用于在所述超声多通道控制器模块的控制下产生超声信号。可选的，所述多阵元超声换能器为面阵超声换能器或环阵超声换能器。可选的，所述超声多通道控制器模块用于：获取所述超声发射单元需要发射的超声信号的焦点位置和焦距；根据超声声束聚焦相位分布公式确定所述超声发射单元发出超声信号的相位和幅值，并调控所述超声发射单元的相位和幅值。可选的，所述超声换能器模块与待超声刺激部位之间通过耦合模块进行耦合，所述耦合模块为超声信号传输介质。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种超声针灸系统控制方法，应用于超声针灸系统，所述超声针灸系统包括超声多通道控制器模块和超声换能器模块，所述超声换能器模块包括多个超声发射单元，该方法包括：获取所述超声发射单元需要发射的超声信号的焦点位置和焦距；根据超声声束聚焦相位分布公式确定所述超声发射单元发出超声信号的相位和幅值，并调控所述超声发射单元的相位和幅值。可选的，所述超声换能器模块为至少一个多阵元超声换能器和/或由至少两个单阵元超声换能器组成的多超声换能器阵列；所述超声发射单元为所述多阵元超声换能器中任一阵元和所述单阵元超声换能器阵列中每一个单阵元超声换能器。可选的，所述超声换能器模块发射的超声信号为单点聚焦声束信号、多点聚焦声束信号、针形声束信号或具有自加速的弯曲声束信号中的一种。可选的，所述超声换能器模块发射单点和/或多点聚焦声束信号时相位分布公式为其中，k＝2π/λ为入射超声波的波矢，N为任意整数，λ为声波波长，F为焦距，r为换能器表面距焦点中心的距离。可选的，所述超声换能器模块发射针形声束信号时相位分布公式为其中，k＝2π/λ为入射超声波的波矢，为所述超声换能器模块的相位分布，ζ和η为所述超声换能器模块表面的坐标；(x′，y′，z′)为声波传播面的坐标，且x′＝x/F，y′＝y′/F，F为针形聚焦超声信号的焦距；所述超声换能器模块表面的相位分布公式为：可选的，所述超声换能器模块发射具有自加速弯曲声束信号的声束形成公式为h(x)＝Ψ(x，z＝0)＝Ai(x)ea·x，其中，是关于x方向的艾里方程，t表示时间，z是声速传播方向的距离。可选的，所超声信号聚焦的焦斑小于或等于0.5λ，其中，λ为声波波长。本专利技术实施例通过至少一个多阵元超声换能器和/或由至少两个单阵元超声换能器组成的多超声换能器阵列在超声针灸系统中作为超声换能模块，在超声多通道控制器模块控制下发出单点聚焦、多点聚焦或弯曲超声声束以适应不同的针灸治疗情况，解决了利用凹面超声换能器或者凸面声透镜调控声波聚焦，聚焦深度均单一，不够灵活，不能在针灸治疗中对穴位进行精准刺激的问题；可以实现对每个超声发射单元的相位和幅值进行调控，可以产生单点或多点聚焦、或弯曲超声声束，从而使该针灸系统可以对人体不同穴位的深度和位置进行精准超声刺激，从而达到治疗和保健的效果。附图说明图1是本专利技术实施例一中的超声针灸系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例一中的超声针灸系统的结构示意图；图3是本专利技术实施例一中的多阵元超声换能器俯视图的结构示意图；图4是本专利技术实施例一中的多阵元超声换能器垂直于换能器面形成不同声束的示意图；图5是本专利技术实施例二中的超声针灸系统控制方法的流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。实施例一图1为本专利技术实施例一提供的超声针灸系统的结构示意图，本实施例可适用于通过超声针灸系统对需要进行针灸治疗的部位进行超声刺激的情况。如图1所示，超声针灸系统具体包括：超声多通道控制器模块10和超声换能器模块20。具体的，超声波换能器的功能是将输入的电功率转换成机械功率(即超声波)再传递出去。超声换能器模块20为至少一个多阵元超声换能器和/或由至少两个单阵元超声换能器组成的多超声换能器阵列，可参考图1或图2中的超声换能器模块20。在图1中，仅有一个超声换能器模块20，该超声换能器模块20为多阵元超声换能器。而在图2中，包含有多个超声换能器模块20(图2中示出了3个超声换能器模块20，仅做示例性说明，并不是对超声换能器模块20数量上的限定)，此时，超声换能器模块20是多个单阵元超声换能器组成的多超声换能器阵列，或是多个多阵元超声换能器组成的多超声换能器阵列，还可以是至少一个单阵元超声换能器和至少一个多阵元超声换能器组成的多超声换能器阵列。进一步的，当超声换能器模块20为多阵元超声换能器时，可以是面阵超声换能器或是环阵超声换能器，可参考图3所示的多阵元超声换能器俯视图的示意图。图3中，21为面阵超声换能器俯视图，22为环阵超声换能器俯视图。在21和22中，每一个单元格即表示一个阵元。超声多通道控制器模块10，用于调节每一个超声发射单元产生超声波的参数，其中，超声发射单元为所述多阵元超声换能器中任一阵元和所述单阵元超声换能器阵列中每一个单阵元超声换能器。超声多通道控制模块10是一个已经成熟的控制系统，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声针灸系统，其特征在于，包括：超声多通道控制器模块和超声换能器模块；/n所述超声换能器模块为至少一个多阵元超声换能器和/或由至少两个单阵元超声换能器组成的多超声换能器阵列；其中，/n所述超声多通道控制器模块，用于调节每一个超声发射单元产生超声波的参数，其中，超声发射单元为所述多阵元超声换能器中任一阵元和所述单阵元超声换能器阵列中每一个单阵元超声换能器；/n所述超声换能器模块，用于在所述超声多通道控制器模块的控制下产生超声信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种超声针灸系统，其特征在于，包括：超声多通道控制器模块和超声换能器模块；
所述超声换能器模块为至少一个多阵元超声换能器和/或由至少两个单阵元超声换能器组成的多超声换能器阵列；其中，
所述超声多通道控制器模块，用于调节每一个超声发射单元产生超声波的参数，其中，超声发射单元为所述多阵元超声换能器中任一阵元和所述单阵元超声换能器阵列中每一个单阵元超声换能器；
所述超声换能器模块，用于在所述超声多通道控制器模块的控制下产生超声信号。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多阵元超声换能器为面阵超声换能器或环阵超声换能器。


3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述超声多通道控制器模块用于：
获取所述超声发射单元需要发射的超声信号的焦点位置和焦距；
根据超声声束聚焦相位分布公式确定所述超声发射单元发出超声信号的相位和幅值，并调控所述超声发射单元的相位和幅值。


4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述超声换能器模块与待超声刺激部位之间通过耦合模块进行耦合，所述耦合模块为超声信号传输介质。


5.一种超声针灸系统控制方法，应用于超声针灸系统，所述超声针灸系统包括超声多通道控制器模块和超声换能器模块，所述超声换能器模块包括多个超声发射单元，其特征在于，所述方法包括：
获取所述超声发射单元需要发射的超声信号的焦点位置和焦距；
根据超声声束聚焦相位分布公式确定所述超声发射单元发出超声信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡飞燕，夏向向，郑海荣，周慧，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44