一種可標識和識別超聲探頭的超聲治療設備的製作方法
2023-12-07 08:22:51
一種可標識和識別超聲探頭的超聲治療設備的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種可標識和識別超聲探頭的超聲治療設備，該超聲治療設備包括設備主體和超聲探頭，設備主體包括控制器、功率輸出電路和標識訪問模塊，超聲探頭包括超聲波換能器以及具有唯一標識信息的標識與存儲電路，標識與存儲電路為可寫入和讀出數據的存儲型電子器件，超聲波換能器與功率輸出電路相連，標識與存儲電路與標識訪問模塊相連，標識與存儲電路的存儲空間內設置的寫入數據包括控制器通過標識訪問模塊在所述存儲空間內設置的超聲探頭的使用時長參數信息。該超聲治療設備通過對超聲探頭進行標識和識別，使得超聲探頭得到有效的管理，保證治療期間的效果的穩定性。
【專利說明】一種可標識和識別超聲探頭的超聲治療設備
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種超聲治療裝置，具體涉及一種可標識和識別超聲探頭的超聲治療設備。
【背景技術】
[0002]超聲治療是臨床中一種重要的物理治療手段。超聲技術在醫療方面的獨特療效已得到醫學界的普遍認可，並越來越被臨床重視和採用。國內外醫學專家利用超聲技術在治療軟組織損傷、慢性疼痛康復、肢體運動康複方面積取得了非常好的療效，並把超聲治療拓展到骨科、外科、內科、兒科、腫瘤科、男科、婦產科等，在臨床得以廣泛應用，並取得了滿意的治療效果。
[0003]醫用超聲治療大體上有以下的效果:(I)超聲可對組織細胞進行「內按摩」，超聲振動引起組織細胞內物質運動，這種機械效應可以改變細胞膜的通透性，刺激細胞半透膜的彌散過程，促進新陳代謝、加速血液和淋巴循環、改善細胞缺血缺氧狀態，改善組織營養、改變蛋白合成率、提高再生機能等。(2)超聲可使人體組織產生「內生熱」，人體組織對超聲能量有比較大的吸收能力，因此當超聲波在人體組織中傳播過程中其能量不斷地被組織吸收而變成熱量，這種熱效應可增加血液循環，加速代謝，改善局部組織營養，增強酶活力。
[3]超聲的機械效應和溫熱效應均可促發若干物理化學變化，包括:(a)提高生物膜的通透性的彌散作用；(b)使凝膠轉化為溶膠狀態的觸變作用；(c)改變細胞功能、提高細胞內鈣質水平的空化作用；(d)將多個相同或相似的分子合成一個較大分子的聚合作用與將大分子的化學物變成小分子的解聚作用；(e)消炎並修復受損細胞作用。
[0004]如圖1所示，現有的超聲治療設備主要包括設備主體I和超聲探頭2 (或超聲波換能器、簡稱超聲頭)，其中超聲探頭2是電能到聲能的轉換設備，即可將醫用超聲物理治療設備輸出的電壓/電流轉化為超聲，通常以插頭/插座的形式通過線纜連接至設備主體。超聲探頭2通過耦合劑與人體的治療部位接觸，設備主體I輸出頻率和超聲探頭諧振頻率相同的超聲電信號作用於超聲探頭2，超聲探頭2將超聲電信號的電能轉換為超聲波聲能輸出，聲能透過耦合劑作用於治療部位，並進入人體以取得治療效果。
[0005]超聲探頭作為功率輸出元件，其本身存在一定的工作「壽命」，隨著工作時間的增力口，通常會出現超聲頭的參數漂移、性能惡化甚至失效的情況。作為醫用超聲物理治療設備的關鍵部件之一，超聲探頭的超期使用將可能影響臨床治療的效果，這相當於治療劑量的不足、失效或者治療方式的偏差。然而，傳統的超聲探頭是純粹的電能到聲能的輸出轉換設備，設備主體無法識別某個具體的超聲探頭，因此不記錄某個具體超聲探頭的工作時長及性能狀態；同時，設備主體不能識別超聲探頭的生產廠商及型號等參數，且無法識別和反饋在輸出端上到底有沒有接上超聲探頭。
[0006]鑑於這樣的情況，現有技術中設備主體無法發現超聲探頭是否處於超期使用的狀態，同時也無法識別所連接的超聲探頭的生產廠商及型號是否適用本超聲治療設備。如果在超聲探頭出現超期使用或故障後，設備主體由於無法標識超聲探頭的狀態，仍然繼續使用超聲探頭，導致難以定量評價治療質量，最終嚴重影響超聲治療效果。
實用新型內容
[0007]本實用新型針對現有技術的缺陷，提出一種可標識和識別超聲探頭的超聲治療設備，通過對每一隻超聲探頭設定唯一標識信息，並記錄其使用時長，以對超聲探頭的工作狀態進行判斷，使得超聲探頭得到有效的管理，保證治療期間的效果的穩定性。
[0008]本實用新型的技術方案如下:
[0009]一種可標識和識別超聲探頭的超聲治療設備，包括設備主體和超聲探頭，所述設備主體和超聲探頭通過線纜相連，其特徵在於，所述設備主體包括控制器、功率輸出電路和標識訪問模塊，所述控制器分別與功率輸出電路和標識訪問模塊相連，所述超聲探頭包括超聲波換能器以及具有唯一標識信息的標識與存儲電路，所述標識與存儲電路為可寫入和讀出數據的存儲型電子器件；所述超聲波換能器與功率輸出電路相連，所述標識與存儲電路與標識訪問模塊相連；所述標識與存儲電路的存儲空間內設置的寫入數據包括控制器通過標識訪問模塊在所述存儲空間內設置的超聲探頭的使用時長參數信息。
[0010]所述控制器通過標識訪問模塊在標識與存儲電路的存儲空間內採用超聲探頭的使用時長的累加或剩餘時長的累減來實時設置超聲探頭的使用時長參數信息，同時所述控制器根據使用時長參數信息控制功率輸出電路的信號輸出從而實現超聲探頭的運行監控。
[0011]所述標識與存儲電路的存儲空間內設置的讀出數據包括超聲探頭的配置生產參數信息，所述配置生產參數信息包括生產廠商、批次和生產日期。
[0012]所述設備主體還包括資料庫，所述資料庫與控制器相連，所述控制器通過標識訪問模塊獲取到標識與存儲電路中的超聲探頭的配置生產參數信息後與資料庫中的數據進行匹配判斷進而控制功率輸出電路的信號輸出。
[0013]所述標識與存儲電路的存儲空間內設置的讀出數據還包括超聲探頭的配置技術參數信息，所述配置技術參數信息包括超聲諧振點、電聲轉換效率以及不同的電壓輸出產生的聲功率輸出對應表；所述控制器根據所述配置技術參數信息控制功率輸出電路的信號輸出校準。
[0014]所述標識與存儲電路採用EEPROM晶片，所述唯一標識信息為EEPROM晶片的註冊號。
[0015]所述標識與存儲電路採用DS2431晶片，所述寫入和讀出數據存儲於DS2431晶片的1024位存儲空間內。
[0016]本實用新型的技術效果如下:
[0017]本實用新型涉及的一種可標識和識別超聲探頭的超聲治療設備，包括設備主體和超聲探頭，其中，設備主體包括控制器、功率輸出電路和標識訪問模塊，超聲探頭包括超聲波換能器以及具有唯一標識信息的標識與存儲電路，標識與存儲電路為可寫入和讀出數據的存儲型電子器件；超聲波換能器與功率輸出電路相連，標識與存儲電路與標識訪問模塊相連；標識與存儲電路的存儲空間內設置的寫入數據包括控制器通過標識訪問模塊在所述存儲空間內設置的超聲探頭的使用時長參數信息。本實用新型的超聲治療設備由設備主體中的控制器通過標識訪問模塊對超聲探頭進行訪問，具體包括了對超聲探頭中的標識與存儲電路進行訪問，由於標識與存儲電路具有唯一標識信息，這樣控制器能夠通過標識訪問模塊讀取該標識信息，從而實現對超聲探頭的識別，這樣當線纜輸出端沒有接超聲探頭時，控制器無法獲取超聲探頭的標識信息，控制器就能夠通過是否有訪問到超聲探頭的數據來識別和反饋在設備主體的輸出端上到底有沒有接上超聲探頭，從而避免空載。設備主體中的控制器通過標識訪問模塊讀出超聲探頭的標識與存儲電路中有關該超聲探頭的相關數據，並且能夠通過該標識訪問模塊對超聲探頭的標識與存儲電路的存儲空間內寫入數據，向不同的超聲探頭中寫入各自的數據，寫入的數據包括設置超聲探頭的使用時長參數信息，通過記錄具體超聲探頭的使用時長，避免超聲探頭出現超期的情況，一旦控制器發現超期，控制器隨即向功率輸出電路發出截止信號，功率輸出信號停止向超聲波換能器輸出電壓/電流信號，禁止當前超聲探頭工作，在達到工作壽命時可以提示用戶更換超聲探頭，從而為保證超聲治療質量提供了基礎。避免了傳統的超聲治療設備由於設備主體無法標識超聲探頭的狀態，在超聲探頭出現超期使用或故障後仍然繼續使用超聲探頭導致嚴重影響超聲治療效果的弊端。本實用新型超聲治療設備中的超聲探頭不再是單純的輸出型的功率轉化設備，而是具有自我標識能力的可以讀寫的智能設備。由於超聲探頭具有自我標識的能力，因此該超聲治療設備能夠鑑別某個具體的超聲探頭，一方面可防止非指定型號的超聲探頭接到設備上，並可識別是否有超聲探頭接到設備上，避免空載；另一方面通過結合對某個超聲探頭的工作使用時長的記錄，以對超聲探頭的工作狀態進行判斷，可防止超期使用的超聲探頭接到設備主體上，使得超聲探頭得到有效的管理，保證治療期間的效果的穩定性，還可基於讀寫的數據對超聲探頭的使用情況進行監控和溯源，在技術維護、返修中得到第一手的運行時刻資料。
[0018]設置標識與存儲電路的存儲空間內設置的讀出數據包括超聲探頭的生產廠商、批次和生產日期等配置生產參數信息，控制器通過標識訪問模塊讀取配置生產參數信息後，可直接與設備主體預存的可匹配的超聲探頭的型號等生產參數信息進行匹配判斷，或者通過在設備主體內單獨設置的資料庫中進行型號等相關信息的檢索，進而處理得出該超聲探頭是否與設備主體所兼容，或者說是能夠識別出所連接的超聲探頭的生產廠商及型號等信息是否適用本實用新型的超聲治療設備，當連接了不適用的超聲探頭時，控制器控制功率輸出電路停止信號輸出。避免了傳統的超聲設備由於無法標記和識別超聲探頭在使用不適合的超聲探頭時導致的設備損壞和影響治療效果的問題，還可以對超聲探頭的質量進行追蹤，並使得本實用新型形成可進一步追溯超聲探頭的質量及參數變化的可標識和識別超聲探頭的超聲治療設備。
[0019]設置標識與存儲電路的存儲空間內設置的讀出數據還包括超聲探頭的超聲諧振點、電聲轉換效率以及不同的電壓輸出產生的聲功率輸出對應表等配置技術參數信息，控制器通過標識訪問模塊讀取這些配置技術參數信息後，控制器可以基於該配置技術參數信息控制功率輸出電路的信號輸出進而實現技術參數不一致的超聲探頭經由超聲治療設備進行最終的輸出校準。
[0020]本實用新型超聲治療設備中的標識與存儲電路採用EEPROM晶片，優選採用DS2431晶片，可使用其內置的不能更改的、唯一的64位ROM註冊號作為每個超聲探頭的標識信息，因此可以單獨為超聲探頭設置標識信息，可節省生產成本。此外，DS2431晶片具有1024bit的可以讀寫的數據存儲能力，用於方便存儲只讀的超聲探頭的生產型號、批次、生產日期等配置生產參數信息和超聲探頭的配置技術參數信息(含超聲諧振點、電聲轉換效率等)，以及讀寫的使用時長等信息。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是現有技術中超聲治療設備結構示意圖。
[0022]圖2是本實用新型可標識和識別超聲探頭的超聲治療設備的結構示意圖。
[0023]圖3是本實用新型可標識和識別超聲探頭的超聲治療設備的優選結構示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖對本實用新型進行說明。
[0025]在以下描述中，一些具體細節為計算機領域的技術人員提供對本實用新型的整體理解。在實施例中，以示意圖或者框圖的形式表明實現具體功能的元件，以便突出技術重點，而不會在不必要的細節方面模糊本實用新型。比如，由於本領域普通技術人員的理解範圍中涵蓋了關於網絡通信、電磁信號指令技術、接口或輸入/輸出技術等本領域中公開的、常識性的細節，因而在實施例中最大程度上省略了上述技術細節，而不認為這些細節是獲得本實用新型完整的技術方案所必須的特徵。
[0026]本實用新型涉及一種可標識和識別超聲探頭的超聲治療設備，其結構如圖2所示，包括設備主體I和超聲探頭2，設備主體I和超聲探頭2通過線纜相連。其中，設備主體I中包括控制器11、功率輸出電路12和標識訪問模塊13，控制器11分別與功率輸出電路12和標識訪問模塊13連接，並進行數據交換。本實用新型超聲治療設備的超聲探頭2不再是單純的輸出型的功率轉化設備，而是具有自我標識能力的可以讀寫的智能設備，包括超聲波換能器21以及具有唯一標識信息的標識與存儲電路22，標識與存儲電路22為可寫入和讀出數據的存儲型電子器件，超聲波換能器21與功率輸出電路12相連，標識與存儲電路22與標識訪問模塊13相連，標識與存儲電路22的存儲空間內設置的寫入數據包括控制器11通過標識訪問模塊13在所述存儲空間內設置的超聲探頭2的使用時長參數信息，由此超聲探頭2具備了自我標識和數據記錄的能力。
[0027]標識與存儲電路22是可以在超聲探頭2內部或連接超聲探頭2的線纜中設置的具有唯一標識信息的電子器件，所述唯一標識信息的表現形式可以是唯一標識代碼，唯一標識代碼可以由設備主體I中的控制器11通過標識訪問模塊13讀出用於區別不同的超聲探頭2。標識與存儲電路22為可寫入和讀出數據的存儲型電子器件，可由設備主體I中的控制器11通過標識訪問模塊13寫入和讀出數據，用於向不同的超聲探頭2中寫入各自的數據。標識與存儲電路22通過自身的存儲空間存儲唯一標識代碼的標識信息和其它參數信息，標識與存儲電路22的標識(只讀)和存儲(讀寫)功能可以是相互獨立的，根據超聲治療設備的情況擁有其中之一或兼有。僅具備標識功能不能實現治療過程中的時間記錄和過程記錄，因此也無法防止超聲探頭2的超時使用；存儲功能由於是可讀寫的存儲，因此標識信息也可以存儲於此，完成所有的功能。
[0028]在本實用新型超聲治療設備的實施例中，標識與存儲電路22單元優選Maxim的DS2431晶片，DS2431晶片是一款1024位的EEPROM晶片，每個EEPROM晶片都有不能更改的、唯一的64位ROM註冊號，該註冊號由工廠光刻寫入晶片中。在設備主體I中增加了該晶片的訪問控制，因而64位的唯一 ROM號可以作為超聲探頭2的標識信息，即本實用新型所述的唯一標識信息，並利用1024位的存儲空間寫入超聲探頭2的工作時長等參數信息，當然，該存儲空間內也存儲讀出數據以及其它寫入數據。DS2431晶片具有體積小的特點，可以附著在超聲探頭2內部或連接超聲探頭2的線纜中，形成具有自我標識和存儲能力的「智能」超聲探頭。標識訪問控制模塊13實質為訪問晶片，可採用ARM訪問晶片電路實現。
[0029]在正常工作情況下，控制器11用於根據設定參數向功率輸出電路12輸出控制信號，控制功率輸出電路12向超聲波換能器21輸出電壓/電流信號。控制器11還可通過標識訪問模塊13訪問超聲探頭2的標識與存儲電路22，從中讀取標識超聲探頭2的唯一的二進位數據的標識信息。如果該標識信息與控制器11中預置的數據匹配(如該標識信息符合特定編碼)，則控制器11可判定該超聲探頭2是符合超聲治療設備規格的超聲探頭。設備主體I中還可設置用於存儲參數信息的資料庫，如圖3所示的本實用新型超聲治療設備的優選結構，設備主體I還包括資料庫14，該資料庫14與控制器11相連；如果控制器11通過標識訪問模塊獲取的標識信息與存儲在資料庫14中的某條記錄相符，則控制器11可以判定該超聲探頭2是符合超聲治療設備規格的超聲探頭。
[0030]超聲探頭2的標識與存儲電路22的存儲空間內設置的讀出數據優選還包括超聲探頭2的配置生產參數信息，如生產廠商、批次和生產日期等生產相關的參數信息，對超聲探頭的質量進行追蹤。控制器11通過標識訪問模塊13獲取到標識與存儲電路22中的超聲探頭2的配置生產參數信息後與資料庫14中的數據進行匹配判斷進而控制功率輸出電路12的信號輸出。當設備主體I連接了不適用的超聲探頭2時，控制器11控制功率輸出電路12停止信號輸出，以禁止該超聲探頭2工作。
[0031]超聲探頭2的標識與存儲電路22的存儲空間內設置的讀出數據優選還包括超聲探頭2的配置技術參數信息，如超聲諧振點、電聲轉換效率以及不同的電壓輸出產生的聲功率輸出對應表等技術相關的參數信息；控制器11根據配置技術參數信息控制功率輸出電路12的信號輸出進而實現技術參數不一致的超聲探頭2經由超聲治療設備進行最終的輸出校準。
[0032]控制器11可以對所讀入的唯一的標識信息進行檢索，或者直接讀取預存在標識與存儲電路22中的參數信息，根據上述標識信息或上述配置生產參數信息則可進一步確定超聲探頭2的生產廠商、生產時間、技術指標等有關的內容，實現超聲探頭的溯源。研發人員可根據標識訪問模塊13中記錄的參數信息進行進一步分析挖掘，追溯產品質量周期中的性能參數變化，實現超聲探頭2的使用過程的記錄。
[0033]控制器11通過標識訪問模塊13將超聲探頭2使用時長等參數信息寫入標識與存儲電路22的存儲空間中，並每隔一段時間修改標識與存儲電路22中的參數信息，通常是進行使用時長的累加操作或者剩餘時間的累減操作，因而超聲探頭2的使用時長和剩餘時長是可知的，實現超聲探頭2使用時長的即時記錄，在運行過程中不斷刷新不同工作狀態下的使用時長等參數信息。同時，控制器11根據使用時長等參數信息控制功率輸出電路12的信號輸出從而實現超聲探頭2的運行監控，在達到工作壽命時可以提示用戶更換。一旦控制器11發現超聲探頭2使用時長超過其設定時長，或剩餘時間為0，則判定當前超聲探頭2為超期使用，控制器11隨即向功率輸出電路12輸出截止信號，功率輸出電路12停止向超聲波換能器21輸出電壓/電流信號，禁止當前超聲探頭2工作，同時通知操作人員更換新的超聲探頭2。
[0034]本實用新型的超聲治療設備中的設備主體I和超聲探頭2通過兩條線纜相連，具體連接可參考圖3所示，設備主體I中的功率輸出電路12通過傳遞電功率的信號輸出線纜與超聲探頭2中的超聲波換能器21相連，設備主體I中的標識訪問模塊13通過數據讀寫信號線纜和標識與存儲電路22相連，信號輸出線纜和數據讀寫信號線纜構成超聲探頭接口，該超聲探頭接口可以採用異步串行接口(UART接口)、同步設備接口(SPI接口)、兩線式串行總線接口(IIC接口)或單總線接口(Ι-Wire接口)。其中，在選用1-Wire接口的電子器件——標識與存儲電路22時，可以選用Maxim公司的DS2431集成電路晶片設置於超聲探頭2內部或連接超聲探頭2的線纜中。
[0035]應當指出，以上所述【具體實施方式】可以使本領域的技術人員更全面地理解本發明創造，但不以任何方式限制本發明創造。因此，儘管本說明書參照附圖和實施例對本發明創造已進行了詳細的說明，但是，本領域技術人員應當理解，仍然可以對本發明創造進行修改或者等同替換，總之，一切不脫離本發明創造的精神和範圍的技術方案及其改進，其均應涵蓋在本發明創造專利的保護範圍當中。
【權利要求】
1.一種可標識和識別超聲探頭的超聲治療設備，包括設備主體和超聲探頭，所述設備主體和超聲探頭通過線纜相連，其特徵在於，所述設備主體包括控制器、功率輸出電路和標識訪問模塊，所述控制器分別與功率輸出電路和標識訪問模塊相連，所述超聲探頭包括超聲波換能器以及具有唯一標識信息的標識與存儲電路，所述標識與存儲電路為可寫入和讀出數據的存儲型電子器件；所述超聲波換能器與功率輸出電路相連，所述標識與存儲電路與標識訪問模塊相連；所述標識與存儲電路的存儲空間內設置的寫入數據包括控制器通過標識訪問模塊在所述存儲空間內設置的超聲探頭的使用時長參數信息。
2.根據權利要求1所述的可標識和識別超聲探頭的超聲治療設備，其特徵在於，所述控制器通過標識訪問模塊在標識與存儲電路的存儲空間內採用超聲探頭的使用時長的累加或剩餘時長的累減來實時設置超聲探頭的使用時長參數信息，同時所述控制器根據使用時長參數信息控制功率輸出電路的信號輸出從而實現超聲探頭的運行監控。
3.根據權利要求2所述的可標識和識別超聲探頭的超聲治療設備，其特徵在於，所述標識與存儲電路的存儲空間內設置的讀出數據包括超聲探頭的配置生產參數信息，所述配置生產參數信息包括生產廠商、批次和生產日期。
4.根據權利要求3所述的可標識和識別超聲探頭的超聲治療設備，其特徵在於，所述設備主體還包括資料庫，所述資料庫與控制器相連，所述控制器通過標識訪問模塊獲取到標識與存儲電路中的超聲探頭的配置生產參數信息後與資料庫中的數據進行匹配判斷進而控制功率輸出電路的信號輸出。
5.根據權利要求3或4所述的可標識和識別超聲探頭的超聲治療設備，其特徵在於，所述標識與存儲電路的存儲空間內設置的讀出數據還包括超聲探頭的配置技術參數信息，所述配置技術參數信息包括超聲諧振點、電聲轉換效率以及不同的電壓輸出產生的聲功率輸出對應表。
6.根據權利要求1所述的可標識和識別超聲探頭的超聲治療設備，其特徵在於，所述標識與存儲電路採用EEPROM晶片，所述唯一標識信息為EEPROM晶片的註冊號。
7.根據權利要求6所述的可標識和識別超聲探頭的超聲治療設備，其特徵在於，所述標識與存儲電路採用DS2431晶片，所述寫入和讀出數據存儲於DS2431晶片的1024位存儲空間內。
8.根據權利要求1所述的可標識和識別超聲探頭的超聲治療設備，其特徵在於，所述設備主體中的功率輸出電路通過信號輸出線纜與超聲探頭中的超聲波換能器相連，所述設備主體中的標識訪問模塊通過數據讀寫信號線纜和標識與存儲電路相連，信號輸出線纜和數據讀寫信號線纜構成超聲探頭接口，所述超聲探頭接口採用異步串行接口或同步設備接口或兩線式串行總線接口或單總線接口。
【文檔編號】A61N7/00GK203915796SQ201420309773
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年6月11日 優先權日:2014年6月11日
【發明者】郭銳, 張劍梅, 孫琳, 皇甫偉 申請人:郭銳