自适应多种类型超声治疗头的匹配方法及电路组成比例

本发明专利技术公开一种自适应多种类型超声治疗头的匹配方法及电路，该方法应用于自适应多种类型超声治疗头的匹配电路，自适应多种类型超声治疗头的匹配电路包括主控MCU、超声信号发生器、若干组阻抗匹配电路、超声治疗头，超声治疗头包括超声换能器、具有唯一标识信息的标识电路；该方法包括：主控MCU获取超声治疗头的标识信息；根据标识信息配置与超声治疗头匹配的参数；根据参数对超声换能器进行频率匹配和空载保护点匹配。相对于现有技术，本发明专利技术能实现对不同频率、不同尺寸的超声治疗头自动识别，频率和阻抗自动追踪匹配，使超声换能器工作在最优匹配状态，以满足临床治疗中根据不同病症使用多种治疗头的需求。

【技术实现步骤摘要】
自适应多种类型超声治疗头的匹配方法及电路
本专利技术涉及医疗器械
，特别涉及一种自适应多种类型超声治疗头的匹配方法及电路。
技术介绍
超声治疗是一种采用安全剂量的超声能量作用于人体，利用超声机械效应、热效应和空化效应对机体产生刺激并改善其功能，以达到治疗疾病或缓解症状为目的的一种无损治疗方法。超声治疗仪是由超声信号发生器驱动超声换能器发出具有一定强度的超声能量作用于人体，以用于病症治疗的医疗器械，其结构和作用原理如图1所示。超声治疗仪用于临床治疗换能器的电声转换效率必须足够高，防止换能器发热对人体组织造成烫伤，为了达到高转换效率，超声信号发生器的输出功率和输出阻抗必须和换能器的谐振频率及输入阻抗达到一致。现有的超声治疗仪同一信号通道接口不能自动识别匹配多种不同类型的治疗头，每个超声信号输出接口只能对应配置同一类型的治疗头，在针对不同部位的病症需要多种尺寸和声输出功率不一样的治疗头做治疗，需要配备多种类型声工作频率和尺寸不同的治疗头时，需要多个信号发射通道接口或多台治疗仪，造成设备成本高且使用不方便。目前的自激式超声信号发生器更换不同类型的治疗头即使能起震，但是输出的超声能量强度和电声转换效率也无法达到医用临床要求。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提出一种自适应多种类型超声治疗头的匹配方法及电路，旨在实现不同频率、不同尺寸的超声治疗头自动识别，频率和阻抗自动追踪匹配，使超声换能器工作在最优匹配状态，以满足临床治疗中根据不同病症使用多种治疗头的需求。为实现上述目的，本专利技术提供了一种自适应多种类型超声治疗头的匹配方法，所述方法应用于自适应多种类型超声治疗头的匹配电路，所述自适应多种类型超声治疗头的匹配电路包括主控MCU、超声信号发生器、若干组阻抗匹配电路、超声治疗头，其中，所述超声治疗头包括超声换能器、具有唯一标识信息的标识电路；所述方法包括以下步骤：所述主控MCU获取所述超声治疗头的标识信息；根据所述标识信息配置与所述超声治疗头匹配的参数，所述参数包括超声信号发生器的工作频率范围、以及对应的阻抗匹配电路；根据所述参数对所述超声换能器进行频率匹配和空载保护点匹配。本专利技术进一步的技术方案是，所述自适应多种类型超声治疗头的匹配电路还包括超声功放放大电路、功放电流放大采样电路，所述主控MCU根据所述参数对所述超声换能器进行频率匹配的步骤包括：控制所述超声信号发生器在所述工作频率范围内由低到高步进扫频输出超声信号；控制所述超声功放电路放大所述超声信号；控制所述阻抗匹配电路根据放大后的超声信号激励所述超声换能器输出超声波；控制所述功放电流放大采样电路在所述超声换能器输出超声波的过程中实时采集工作电流，其中，工作电流最大点对应的频率点为谐振频率点。本专利技术进一步的技术方案是，所述根据所述参数对所述超声换能器进行空载保护点匹配的步骤包括：将所述功放电流放大采样电路实时采集到的工作电流与谐振频率点对应的最大工作电流相比对；根据比对结果判断所述超声换能器是否进入空载状态；本专利技术进一步的技术方案是，所述根据比对结果判断所述超声换能器是否进入空载状态的步骤包括：若所述功放电流放大采样电路实时采集到的工作电流接近或等于所述与谐振频率点对应的最大工作电流，则判断为所述超声换能器进入空载状态。本专利技术进一步的技术方案是，所述根据所述参数对所述超声换能器进行频率匹配的步骤之后还包括：存储所述谐振频率点和对应的工作电流、标识信息。为实现上述目的，本专利技术还提出一种自适应多种类型超声治疗头的匹配电路，包括：主控MCU、超声信号发生器、若干组阻抗匹配电路、超声治疗头，其中，所述超声治疗头包括超声换能器、具有唯一标识信息的标识电路，超声信号发生器分别与所述主控MCU、若干组阻抗匹配电路连接，所述若干组阻抗匹配电路于所述超声换能器连接，所述标识电路与所述主控MCU连接；所述主控MCU用于获取超声治疗头的标识信息；所述主控MCU还用于根据所述标识信息配置与所述超声治疗头匹配的参数，所述参数包括超声信号发生器的工作频率范围、以及对应的阻抗匹配电路；所述主控MCU还用于根据所述参数对所述超声换能器进行频率匹配和空载保护点匹配。本专利技术进一步的技术方案是，所述自适应多种类型超声治疗头的匹配电路还包括超声功放放大电路、功放电流放大采样电路，所述功放电流放大采样电路分别与所述主控MCU、超声功放放大电路连接，所述超声功放放大电路还分别与所述超声信号发生器、若干组阻抗匹配电路连接；所述主控MCU还用于控制所述超声信号发生器在所述工作频率范围内由低到高步进扫频输出超声信号；所述主控MCU还用于控制所述超声功放电路放大所述超声信号；所述主控MCU还用于控制所述阻抗匹配电路根据放大后的超声信号激励所述超声换能器输出超声波；所述主控MCU还用于控制所述功放电流放大采样电路在所述超声换能器输出超声波的过程中实时采集工作电流，其中，工作电流最大点对应的频率点为谐振频率点。本专利技术进一步的技术方案是，所述主控MCU还用于将所述功放电流放大采样电路实时采集到的工作电流与谐振频率点对应的最大工作电流相比对；所述主控MCU还用于根据比对结果判断所述超声换能器是否进入空载状态；若所述功放电流放大采样电路实时采集到的工作电流接近或等于所述与谐振频率点对应的最大工作电流，则判断为所述超声换能器进入空载状态。本专利技术进一步的技术方案是，所述主控MCU还用于存储所述谐振频率点和对应的工作电流、标识信息。本专利技术进一步的技术方案是，所述阻抗匹配电路包括第一继电器、第二继电器、电感和电容，所述第一继电器的一端与所述超声功放放大电路连接，另一端与所述电感的一端连接，所述第二继电器的一端与所述电感的另一端连接，另一端与所述电容的一端连接，所述电容的另一端接地，所述电感的另一端、所述第二继电器的一端分别与所述超声环能器连接；所述功放电流放大采样电路包括运算放大器U1A、电阻R1，其中，所述电阻R1的一端分别与所述运算放大器U1A的反向输入端、超声功放放大电路连接，所述电阻R1的另一端与所述运算放大器U1A的同向输入端连接，所述电阻R1的另一端接地，所述运算放大器U1A的输出端与所述主控MCU连接。本专利技术自适应多种类型超声治疗头的匹配方法及电路的有益效果是：本专利技术通过上述技术方案，所述主控MCU获取所述超声治疗头的标识信息；根据所述标识信息配置与所述超声治疗头匹配的参数，所述参数包括超声信号发生器的工作频率范围、以及对应的阻抗匹配电路；根据所述参数对所述超声换能器进行频率匹配和空载保护点匹配，能实现对不同频率、不同尺寸的超声治疗头自动识别，频率和阻抗自动追踪匹配，使超声换能器工作在最优匹配状态，以满足临床治疗中根据不同病症使用多种治疗头的需求。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自适应多种类型超声治疗头的匹配方法，其特征在于，所述方法应用于自适应多种类型超声治疗头的匹配电路，所述自适应多种类型超声治疗头的匹配电路包括主控MCU、超声信号发生器、若干组阻抗匹配电路、超声治疗头，其中，所述超声治疗头包括超声换能器、具有唯一标识信息的标识电路；所述方法包括以下步骤：/n所述主控MCU获取所述超声治疗头的标识信息；/n根据所述标识信息配置与所述超声治疗头匹配的参数，所述参数包括超声信号发生器的工作频率范围、以及对应的阻抗匹配电路；/n根据所述参数对所述超声换能器进行频率匹配和空载保护点匹配。/n

【技术特征摘要】
1.一种自适应多种类型超声治疗头的匹配方法，其特征在于，所述方法应用于自适应多种类型超声治疗头的匹配电路，所述自适应多种类型超声治疗头的匹配电路包括主控MCU、超声信号发生器、若干组阻抗匹配电路、超声治疗头，其中，所述超声治疗头包括超声换能器、具有唯一标识信息的标识电路；所述方法包括以下步骤：
所述主控MCU获取所述超声治疗头的标识信息；
根据所述标识信息配置与所述超声治疗头匹配的参数，所述参数包括超声信号发生器的工作频率范围、以及对应的阻抗匹配电路；
根据所述参数对所述超声换能器进行频率匹配和空载保护点匹配。


2.根据权利要求1所述的自适应多种类型超声治疗头的匹配方法，其特征在于，所述自适应多种类型超声治疗头的匹配电路还包括超声功放放大电路、功放电流放大采样电路，所述主控MCU根据所述参数对所述超声换能器进行频率匹配的步骤包括：
控制所述超声信号发生器在所述工作频率范围内由低到高步进扫频输出超声信号；
控制所述超声功放电路放大所述超声信号；
控制所述阻抗匹配电路根据放大后的超声信号激励所述超声换能器输出超声波；
控制所述功放电流放大采样电路在所述超声换能器输出超声波的过程中实时采集工作电流，其中，工作电流最大点对应的频率点为谐振频率点。


3.根据权利要求2所述的自适应多种类型超声治疗头的匹配方法，其特征在于，所述根据所述参数对所述超声换能器进行空载保护点匹配的步骤包括：
将所述功放电流放大采样电路实时采集到的工作电流与谐振频率点对应的最大工作电流相比对；
根据比对结果判断所述超声换能器是否进入空载状态。


4.根据权利要求3所述的自适应多种类型超声治疗头的匹配方法，其特征在于，所述根据比对结果判断所述超声换能器是否进入空载状态的步骤包括：
若所述功放电流放大采样电路实时采集到的工作电流接近或等于所述与谐振频率点对应的最大工作电流，则判断为所述超声换能器进入空载状态。


5.根据权利要求2-4任意一项所述的自适应多种类型超声治疗头的匹配方法，其特征在于，所述根据所述参数对所述超声换能器进行频率匹配的步骤之后还包括：
存储所述谐振频率点和对应的工作电流、标识信息。


6.一种自适应多种类型超声治疗头的匹配电路，其特征在于，包括：主控MCU、超声信号发生器、若干组阻抗匹配电路、超声治疗头，其中，所述超声治疗头包括超声换能器、具有唯一标识信息的标识电路，超声信号发生器分别与所述主控MCU、若干组阻抗匹配电路连接，所述若干组阻抗匹配电路于所述超声换能器连接，所述标识电路与所述主控MCU连接；...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓，蔡成瑶，全宏岳，
申请(专利权)人：深圳市施全医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44