一种智能微能量超声波肾病治疗仪及其使用方法技术

本发明专利技术涉及一种智能微能量超声波肾病治疗仪及其使用方法,包括控制模块，用于控制信号的大小、频率、周期、占空比；信号发生器，用于产生射频正弦脉冲信号；功率模块，用于将正弦脉冲信号进行放大，并加载在声学治疗探头两端；超声治疗探头，用于产生特定频率和声强的声波；压力传感器，用于测量水囊的压力；温度传感器，用于测量水囊内的温度；水处理模块，用于给水囊冲水与放水。本发明专利技术可产生特定功率与周期的超声波作用在患者双肾之上，而超声作用产生的机械力刺激并激活肾脏组织内皮细胞产生eNOS，从而促进NO的产生，并提高其在组织内的含量，NO作为肾素保护剂，能有效抑制肾脏内皮功能障碍，从而实现保护并治疗肾损伤的功能。从而实现保护并治疗肾损伤的功能。从而实现保护并治疗肾损伤的功能。

【技术实现步骤摘要】
一种智能微能量超声波肾病治疗仪及其使用方法

：
[0001]本专利技术属于医疗设备
，具体涉及一种智能微能量超声波肾病治疗仪及其使用方法。

技术介绍
：
[0002][0003]肾脏病一直以来都是人们谈之色变的疾病，不仅因为其给日常工作生活带来的诸多不便，更是因为其带来的高额经济负担让普通家庭难以承受，尤其是肾病发展到尿毒症之后，患者和家庭面临的经济和精神负担更加沉重。
[0004]造影剂治疗后的急性肾损伤(AKI)是医院获得性肾功能衰竭的第三大原因，它延长了患者的住院时间，还升高了患者的死亡率。来自大型注册中心(如NCDR)的数据表明，所有经皮冠状动脉介入治疗(PCI)的患者中约有7％发生急性AKI，而经皮冠状动脉介入治疗的基线CKD患者中有高达27％发生急性AKI。既往有肾功能不全和微血管不全的患者，除了静脉注射等渗液和减少造影剂的使用外，尚无有效的治疗方来预防AKI的发生。
[0005]急性暴露于造影剂后，内皮功能障碍和肾微循环改变是造影剂导致急性AKI发病的主要因素。内皮功能障碍与内皮一氧化氮合酶(eNOS)合成的肾皮质和髓质一氧化氮(NO)下调有关。大量证据表明，血管扩张剂NO是一种肾素保护剂。在缺血或毒性损伤前后，提高肾脏内NO浓度的方法能够预防AKI疾病。
[0006]由相关的科技文献可知，内皮细胞NOS可被多种刺激激活，包括机械力，如剪应力。先前的研究表明，低强度的超声通过声学能量介导剪切应力上调，从而促进NO的产生。另外，低强度超声具有良好的组织穿透性，能量衰减与产生的热量小，使其在慢性肾脏疾病领域具有潜在的临床应用价值。
[0007]超声作用产生的机械力刺激并激活肾脏组织内皮细胞生产eNOS，从而促进NO的产生，并提高其在组织内的含量，NO作为肾素保护剂，能有效抑制肾脏内皮功能障碍，从而实现保护并治疗肾损伤的功能。
[0008]我国在该领域的研究较少，针对功率超声在肾病治疗方面的应用研究主要包括超声体外肾脏碎石治疗、靶向超声透药治疗、超声微泡介导靶向治疗、超声辅助治疗等。另外，还包括超声联合一氧化氮微泡治疗血管疾病方面的研究，但至今未见功率超声直接作用促进一氧化氮生成、血管扩张及治疗肾病的医学研究资料。

技术实现思路
：
[0009]本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种智能微能量超声波肾病治疗仪及其使用方法，该治疗仪产生特定功率与周期的超声波作用在患者双肾之上，而超声作用产生的机械力刺激并激活肾脏组织内皮细胞产生eNOS，从而促进NO的产生，并提高其在组织内的含量，NO作为肾素保护剂，能有效抑制肾脏内皮功能障碍，从而实现保护并治疗肾损伤的功能。
[0010]本专利技术的技术解决方案是，提供一种智能微能量超声波肾病治疗仪,包括
[0011]控制模块，用于控制信号的大小、频率、周期、占空比；
[0012]信号发生器，用于产生射频正弦脉冲信号；
[0013]功率模块，用于将正弦脉冲信号进行放大，并加载在声学治疗探头两端；
[0014]超声治疗探头，用于产生特定频率和声强的声波；
[0015]压力传感器，用于测量水囊的压力；
[0016]温度传感器，用于测量水囊内的温度；
[0017]水处理模块，用于给水囊冲水与放水；
[0018]穿戴设备；
[0019]治疗床；
[0020]人机交互系统。
[0021]具体的，
[0022]控制模块通过RS232/RS485串口协议、IIC总线、SPI总线、TTL等方式控制信号发生器产生特定的射频正弦脉冲信号；
[0023]正弦脉冲信号的频率范围为20kHz～1MHz，脉冲信号的占空比在10％～100％之间；
[0024]信号发生器产生正弦脉冲信号的幅度范围为1mV～3.3V；
[0025]并且，为提高安全性，功率模块中具备安全控制电路，该电路能够比较信号发生器的输入电压与基准电压大小，自动控制功率的开关，输出功率范围为5W～200W，输出功率超过200W时，功率模块自动断电。
[0026]作为优选，超声治疗探头包括单向水阀、接插件、外壳、超声换能器、导水管和水囊，其中，超声换能器由前质量块、后质量块与压力陶瓷元件组成，压力陶瓷元件位于前质量块与后质量块之间，压力陶瓷元件为圆面活塞型，前质量块由铝合金材料制成，前质量块、后质量块与压力陶瓷元件组成机械振动系统，该机械振动系统的谐振频率在20kHz～1MHz之间。
[0027]作为优选，超声换能器的主波束宽度在20
°
～50
°
之间。
[0028]作为优选，水囊由橡胶膜制成，位于超声换能器的前方，水囊与超声换能器之间充满水，声波通过水介导进入人体。
[0029]作为优选，外壳外表面拥有导水孔一与导水孔二，导水管通过导水孔一与单向水阀相连，导水孔二通过导水管与压力传感器相连。
[0030]作为优选，超声治疗探头在所述后质量块中轴法线上距离后质量块表面7cm处产生的声强在0.01W/cm2～3W/cm2范围内，且可由控制模块改变信号的输入幅度从而来调整声强的大小。
[0031]作为优选，压力传感器位于水囊与超声换能器之间，通过比较大气压力与水囊内的压力，得到水囊受到的压力，并将测得的压力传输至控制模块。
[0032]作为优选，温度传感器固定在外壳上，温度传感器的传感部分位于水中，用于测量水囊内的温度，并将测得的温度传输至控制模块
[0033]作为优选，水处理模块由导管、抽送水泵、容器与流量传感器组成，导管的一端与单向水阀相连接，导管的另一端与抽水水泵相连接，通过抽水水泵将容器里的水泵入水囊
或将水囊的水泵入容器中，流量传感器用于测定流入水囊或从水囊中泵出的水的体积。
[0034]作为优选，穿戴设备至少包括2个可变直径的孔位，2个孔位用于固定超声治疗探头，2个孔位之间的距离可根据肾病患者的腰围进行调节。
[0035]作为优选，信号的周期包括小周期、中周期与大周期，小周期在20ms～100ms之间，中周期在2min～30min之间，大周期在0.5h～6h之间，多个小周期按照等间距的方式形成中周期，组成一个中周期的所有小周期的持续时间与一个中周期的比值称为中周期的占空比。同样地，多个中周期以等间距的方式形成大周期，组成一个大周期的所有中周期的持续时间与一个大周期的比值称为大周期的占空比。
[0036]作为优选，中周期占空比不高于90％。
[0037]作为优选，大周期占空比不高于50％。
[0038]本专利技术还提供一种基于上述微能量超声波治疗仪的使用方法，包括以下步骤，
[0039](1)通过水处理模块往超声治疗探头中泵入生理盐水，泵入生理盐水的容积为20mL～40mL之间；
[0040](2)慢性肾病患者穿着穿戴设备，在医用B超的指引下，分别将2个超声治疗探头对准患者的肾脏；
[0041](3)根据患者的体型与肾脏的大小，按本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能微能量超声波肾病治疗仪,其特征在于：包括控制模块，用于控制信号的大小、频率、周期、占空比；信号发生器，用于产生射频正弦脉冲信号；功率模块，用于将正弦脉冲信号进行放大，并加载在超声治疗探头两端；超声治疗探头，用于产生特定频率和声强的声波；压力传感器，用于测量水囊的压力；温度传感器，用于测量水囊内的温度；水处理模块，用于给水囊冲水与放水；穿戴设备；治疗床；人机交互系统。2.根据权利要求1所述的智能微能量超声波肾病治疗仪，其特征在于：所述正弦脉冲信号的频率范围为20kHz～1MHz，所述正弦脉冲信号的占空比在10％～100％之间；所述信号发生器，产生所述正弦脉冲信号的幅度范围为1mV～3.3V。3.根据权利要求1所述的智能微能量超声波肾病治疗仪，其特征在于：所述超声治疗探头包括单向水阀、接插件、外壳、超声换能器、导水管和水囊，其中，所述超声换能器由前质量块、后质量块与压力陶瓷元件组成，所述压力陶瓷元件位于所述前质量块与所述后质量块之间，所述压力陶瓷元件为圆面活塞型，所述前质量块由铝合金材料制成，所述前质量块、所述后质量块与所述压力陶瓷元件组成的机械振动系统的谐振频率在20kHz～1MHz之间；所述超声换能器的主波束宽度在20
°
～50
°
之间。4.根据权利要求3所述的智能微能量超声波肾病治疗仪，其特征在于：所述水囊由橡胶膜制成，位于所述超声换能器的前方，所述水囊与所述超声换能器之间充满水，声波通过水介导进入人体；所述外壳外表面拥有导水孔一与导水孔二，所述导水管通过所述导水孔一与所述单向水阀相连，所述导水孔二通过所述导水管与所述压力传感器相连。5.根据权利要求3所述的智能微能量超声波肾病治疗仪，其特征在于：所述超声治疗探头在所述后质量块中轴法线上距离所述后质量块表面7cm处产生的声强在0.01W/cm2～3W/cm2范围内，且可由所述控制模块改变信号的输入幅度来调整声强的大小。6.根据权利要求3所述的智能微能量超声波肾病治疗仪，其特征在于：所述压力传感器位于所述水囊与所述超声换能器之间，通过比较大气压力与所述水囊内的压力，得到所述水囊受到的压力，并将测得的压力传输至所述控制模块。7.根据权利要求3所述的智能微能量超声波肾病治疗仪，其特征在于：所述温度传感器固定在所述外壳上，所述温度传感器的传感部分位于水中，用于测量所述水囊内的温度，并将测得的温度传输至所述控制模块。8.根据权利要求3所述的智能微能量超声波肾病治疗仪，其特征在于：所述水处理模块由导管、抽送水泵、容器与流量传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：张军，杨柳青，王家恒，盛杰，徐平，陈毅，杨樟成，焦海波，文甲明，
申请(专利权)人：浙江大学医学院附属第二医院，
类型：发明
国别省市：