一种带靶区成像功能的超声理疗系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种带靶区成像功能的超声理疗系统及其控制方法，所述系统包括系统主机、B超成像探头、理疗探头和显示模块，系统主机包括主控模块、B超模块和理疗超声模块，所述主控模块分别与显示模块、B超模块、理疗超声模块相连，所述B超模块分别与理疗超声模块相连和B超成像探头相连，所述理疗超声模块与理疗探头相连；其中，所述B超成像探头用于监测治疗区域的图像，所述理疗探头用于对靶区进行超声波理疗，所述主控模块接收B超模块输出的B超图像，并将其显示在显示模块上。本发明专利技术通过将B超系统和理疗超声控制系统整合为一形成一种新型的超声理疗系统，并在系统底层对两部分进行时序管理，实现可视区域可配置的实时B超图像监测。

【技术实现步骤摘要】
一种带靶区成像功能的超声理疗系统及其控制方法
本专利技术涉及一种带靶区成像功能的超声理疗系统及其控制方法，属于生物医学仪器与设备领域。
技术介绍
超声理疗技术是一种新型的医疗技术。超声理疗技术通过从人体外向人体内发射一定功率超声，由此产生一定的人体生物学效应而实现无创理疗的效果。超声理疗系统，一般由超声探头、控制电路、系统软件等部分组成。由系统软件和控制电路控制超声探头发射一定功率的平面超声波到人体内实现理疗目的。但是该类设备缺少监测机制，无法观察超声波实际发射到人体内辐射到的区域，对于是否正确辐照到了需要治疗的靶区是无法判断的，从而在有效性和安全性上都存在一定的风险。而且，现有的超声理疗系统多为设置恒定的电功率进行超声波发射，由于控制电路、换能器转化效率等的误差，导致相同的电功率产生的声功率会存在误差，从而导致产生的效果不同或不可控。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有缺点的前提下，提供一种具有靶区成像功能的超声理疗系统及其控制方法，通过将B超系统和理疗超声控制系统整合为一形成一种新型的超声理疗系统，并在系统底层对两部分进行时序管理，实现可视区域可配置的实时B超图像监测。另外，本系统设计有恒定声功率控制模块，从而解决了现有系统只能控制电功率的问题，解决了由控制电路、换能器转换效率等导致的误差问题。本专利技术采取的技术方案之一是：一种带靶区成像功能的超声理疗系统，包括系统主机、B超成像探头、理疗探头和显示模块，所述系统主机包括主控模块、B超模块和理疗超声模块，所述主控模块分别与显示模块、B超模块、理疗超声模块相连，所述B超模块分别与理疗超声模块相连和B超成像探头相连，所述理疗超声模块与理疗探头相连；其中，所述B超成像探头用于监测治疗区域的图像，所述理疗探头用于对靶区进行超声波理疗，所述主控模块接收B超模块输出的B超图像，并将其显示在显示模块上。进一步的，所述理疗超声模块包括正电压功率电源、负电压功率电源、功率放大器、滤波及匹配电路、理疗超声发射控制模块和安全监测电路。更进一步的，所述理疗超声发射控制模块包括电压配置逻辑单元、发射控制逻辑单元、恒定声功率计算逻辑单元；所述理疗超声发射控制模块接收主控模块下发的发射参数，经内部恒定声功率计算逻辑计算后，配置两路功率电源输出对应的电压，并控制功率放大器以所需的频率和时间进行高压脉冲发射，发射的高压脉冲经超声换能器进行电声转换，从而完成超声波的发射。更进一步的，所述理疗超声模块接收B超模块输出的帧同步、线同步信号，并接收主控模块下发的可视区域大小的参数，进一步根据该参数和帧同步、线同步信号控制超声功率的发射，将治疗区域调整在B超画面的非噪声区域，从而实现治疗区域的实时检测。更进一步的，所述安全检测电路包括电压检测、电流检测、功率检测、相位检测，超声模块依据检测到的参数对发射过程中的电信号进行安全监控。进一步的，所述B超模块包括成像逻辑模块、脉冲发射/接收模块、数字波束合成模块，其中B超模块通过B超探头发射和接收诊断超声对治疗区域进行成像，并将采集的图像传输给主控模块，同时B超模块与理疗超声模块相连，并将图像扫描的帧周期和线周期处理成同步信号传输给理疗超声模块。进一步的，所述主控模块通过RJ45与B超模块相连，以接收B超模块传输的二维图像；同时还通过UART与理疗超声模块相连，以控制理疗超声模块的发射参数、接收其返回的安全状态。本专利技术采取的技术方案之二是：一种带靶区成像功能的超声理疗系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)B超探头扫描阶段：使用B超探头对准备理疗的区域进行扫描检查；(2)理疗阶段：用户设置需要发射的超声功率，主控模块将该功率值下发给理疗超声发射控制模块，理疗超声发射控制模块将该功率值转化为需要配置的电压值，并进行恒定声功率控制；同时，理疗超声模块通过其中的安全检测电路对发射过程的电信号进行安全监控；(3)靶区图像监测：B超模块与理疗超声模块之间进行帧、线同步，当B超图像扫描到治疗靶区时，理疗超声暂停发射，当B超图像扫描到治疗靶区之外时，理疗超声启动发射，从而在不影响理疗效果的前提下，实现靶区图像的实时监测。本专利技术的有益效果如下：1)B超模块将二维图像扫描过程中的帧周期、线周期作为同步信号传输给理疗超声模块，实现可视区域的实时B超图像监测。同时依据主控模块设置的可视区域大小的参数，可进一步控制可视区域的大小。2)理疗超声模块中的恒定声功率计算逻辑可以控制超声换能器发射恒定的超声功率，解决了现有系统只能控制电功率的问题，解决了由控制电路、换能器转换效率等导致的误差问题。附图说明图1是本专利技术的系统结构示意图，其中：1是系统主机，2是成像探头，3是理疗探头。图2是本专利技术的各模块的电气连接示意图。图3是理疗超声模块的架构示意图。图4是B超模块的架构示意图。图5是系统控制方法流程示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。如图1所示，本专利技术所述的一种带靶区成像功能的超声理疗系统，包括主控模块、B超模块、理疗超声模块、成像探头、理疗探头。其中，主控模块、B超模块、理疗超声模块组成系统的主机。如图2所示，主控模块分别通过RJ45与B超模块相连，以接收B超模块传输的二维图像；通过UART与理疗超声模块相连，以控制理疗超声模块的发射参数、接收其返回的安全状态。同时，B超模块通过电气线缆与B超探头相连，用来将诊断用高压脉冲信号传递给B超探头，从而转换成诊断超声信号，实现对治疗区域进行超声诊断。理疗超声模块通过线缆与理疗探头相连，用来将高压脉冲传递给理疗超声换能器，实现理疗超声发射的目的。B超模块与理疗超声模块之间有同步信号相连。如图3所示，理疗超声模块包括正电压功率电源、负电压功率电源、功率放大器、滤波及匹配电路、理疗超声发射控制模块、安全监测电路。本实例中理疗超声发射控制模块由FPGA实现，内部逻辑划分成电压配置逻辑、发射控制逻辑、恒定声功率计算逻辑三部分。FPGA通过UART接收主控模块下发的发射参数，经内部恒定声功率计算逻辑计算后，配置两路功率电源输出对应的电压。FPGA内的发射控制逻辑控制功率放大器以所需的频率进行高压脉冲发射，发射的高压脉冲经滤波/匹配电路处理后，传递给理疗超声换能器进行电声转换，从而完成理疗超声波的发射。FPGA内的发射控制逻辑同时接收B超模块的同步信号，当B超模块对治疗区域扫描时，控制发射停止，当B超模块对非治疗区域扫描时，控制发射开启，从而实现实时监测治疗过程的目的，避免了理疗超声对治疗区域扫描的干扰。安全检测电路包括电压检测、电流检测、功率检测、相位检测，FPGA将检测到的信息通过UART传递给主控模块。如图4所示，B超模块包括成像逻辑模块、脉冲发射/接收模块、数字波束合成模块。本实例中成像逻辑模块由FPGA实现。B超模块通过B超探头发射和接收诊断超声对治疗区域进行成像，并将采集的图像通过RJ45传输给主控模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带靶区成像功能的超声理疗系统，包括系统主机、B超成像探头、理疗探头和显示模块，其特征在于，所述系统主机包括主控模块、B超模块和理疗超声模块，所述主控模块分别与显示模块、B超模块、理疗超声模块相连，所述B超模块分别与理疗超声模块相连和B超成像探头相连，所述理疗超声模块与理疗探头相连；其中，所述B超成像探头用于监测治疗区域的图像，所述理疗探头用于对靶区进行超声波理疗，所述主控模块接收B超模块输出的B超图像，并将其显示在显示模块上。/n

【技术特征摘要】
1.一种带靶区成像功能的超声理疗系统，包括系统主机、B超成像探头、理疗探头和显示模块，其特征在于，所述系统主机包括主控模块、B超模块和理疗超声模块，所述主控模块分别与显示模块、B超模块、理疗超声模块相连，所述B超模块分别与理疗超声模块相连和B超成像探头相连，所述理疗超声模块与理疗探头相连；其中，所述B超成像探头用于监测治疗区域的图像，所述理疗探头用于对靶区进行超声波理疗，所述主控模块接收B超模块输出的B超图像，并将其显示在显示模块上。


2.根据权利要求1所述的一种带靶区成像功能的超声理疗系统，其特征在于，所述理疗超声模块包括正电压功率电源、负电压功率电源、功率放大器、滤波及匹配电路、理疗超声发射控制模块和安全监测电路。


3.根据权利要求2所述的一种带靶区成像功能的超声理疗系统，其特征在于，所述理疗超声发射控制模块包括电压配置逻辑单元、发射控制逻辑单元、恒定声功率计算逻辑单元；所述理疗超声发射控制模块接收主控模块下发的发射参数，经内部恒定声功率计算逻辑计算后，配置两路功率电源输出对应的电压，并控制功率放大器以所需的频率和时间进行高压脉冲发射，发射的高压脉冲经超声换能器进行电声转换，从而完成超声波的发射。


4.根据权利要求1或2或3所述的一种带靶区成像功能的超声理疗系统，其特征在于，所述理疗超声模块接收B超模块输出的帧同步、线同步信号，并接收主控模块下发的可视区域大小的参数，进一步根据该参数和帧同步、线同步信号控制超声功率的发射，将治疗区域调整在B超画面的非噪声区域，从而实现治疗区域的实时检测。


5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔祥清，蔡菁，张恩光，郭瑞彪，
申请(专利权)人：南京广慈医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32