超聲波婦科及皮膚病變治療儀的製作方法

2023-05-28 13:42:11 2

專利名稱：超聲波婦科及皮膚病變治療儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種超聲波治療裝置，尤其涉及一種利用聚焦超聲波治療皮膚病的裝置。該裝置將超聲波作用於婦科皮膚病變及其他人體病變部位，超聲波的熱效應和空化效應使病變處皮膚(表皮)及皮下組織水腫，微循環改善，從而達到治療的目的。
超聲波具有良好的穿透性。超聲波是一種機械波，它在媒質中的傳播特性在很多情況下與光波相似。如光波和超聲波都可以從一種媒質傳到另一種媒質，在兩種媒質的界面上兩種波都可能形成反射，但是我們通常所見到的很多媒質，光波難以進入而超聲波卻可以進入。比如人體組織就是其中的一種，人體組織對超聲波有傳導作用，同時人體組織對超聲波也有衰減，從理論上講頻率越高，組織對超聲波的衰減越大；頻率越低，組織對超聲波的衰減越小。在0.5MHz至25MHz頻率範圍內的超聲波滿足本發明的設計要求，即超聲波具有良好的聚焦性和穿透性，對於不同部位和不同的治療，可以選擇此範圍內的不同頻率。
本發明是這樣實現的它由冷卻水箱、治療槍、主機和面板組成，主機裝有電源及其變壓器、插座、控制單元、功放。其中電源同左邊的變壓器連，中間的控制單元分別與前面的功放和後面的電源相連，面板分別連主機和治療槍，面板上有顯示電路，冷卻水箱通過循環泵由一根電纜連主機，冷卻水箱通過出水口及水箱蓋分別由兩根水管連治療槍。
上述裝置所產生的聚焦超聲焦距為5～50mm，頻率範圍0.5～25MHz，功率範圍0～150W，產生聚焦的方式有兩種，即球面聚焦和弧面聚焦，本裝置應用的放大器可設計成寬帶和點頻放大器，其頻率可在0.5～25MHz選擇，主機部分的放大帶寬為0.5～25MHz，主機有頻率調節、功率調節、時間設置、頻率值、功率值、時間設置值、脈衝頻率值。
所述的治療槍，在其外套內，超聲換能器(可隨時更換)前端面或側面有透聲膜固定。換能器後面通過一固定片將電纜連到主機面板上，電纜一側有出水管，另一側有進水管，治療槍內的調節焦距的調焦機構用螺紋連接手柄，手柄外有外套，治療槍上有焦距刻度。出水管、進水管分別與水管轉換頭連接後再分別連到冷卻水箱的回水口和出水口。冷卻水箱包括儲水箱和水泵，它們所用的水為純淨水。治療槍前端(直徑為5～80mm)或蓋均為可拆下的。本發明的優點在於當一束具有一定參數的聚焦超聲波作用於人體的病變部位時，病變部位的組織受到超聲波作用，組織分子產生強烈振動而發熱，當超聲波的能量足夠高時，組織所產生的熱量就會快速增加，甚至在數秒內就可以產生較高的溫升，使組織水腫，微循環改善。適當控制超聲波的參數便可控制產生水腫組織的區域和範圍。
本發明涉及的裝置對160隻紐西蘭大白兔和5隻香豬進行了實驗。在權利要求所述的參數範圍內，用裝置對紐西蘭大白兔或香豬實施治療，治療後觀察治療部位的變化情況。結果表明，超聲波可以穿透皮膚表面作用於皮下組織而不損傷表皮，皮下組織的水腫很快消失，恢復正常。
本發明的裝置在臨床應用中已對數十例婦科外陰白色病變實施了治療。外陰白色病變是指女性外陰生殖器皮膚和黏膜的色素減退、變白，表皮組織生長絮亂和真皮組織變性的一種慢性疾病，也是一種病因不清，病情頑固而又無特效治療方法的常見婦科疾病，治療過程中患者無不良反應和不適感覺，治療後患者治療部位水腫，水腫在三天之內消失，隨後患者症狀明顯減輕，瘙癢消退，病變部位恢復正常。這表明本發明所述裝置對皮膚病變的治療比目前所採用的其他裝置具有優越性。
冷卻水箱14選用防鏽、防潮的材料製成，15是水位觀察窗，可直接通過此窗口觀察水位的高低。12是循環水泵，當循環水開啟時，水泵將冷卻水從出水口13壓出，冷卻水通過治療槍16而回到回水口11，回水口上接有一根短塑料管，此管將回水導入水箱。10是水箱蓋，用螺釘固定於冷卻水箱14上。
治療槍16如圖2所示，治療槍的主要功能是發射高頻聚焦超聲波。換能器將電能轉換成聲能，在轉換過程中有部分電能變成熱能，因而需要有冷卻裝置。本發明中採用水作為冷卻介質，冷卻水由進水管23引入，並由出水管21排出，出水管21、進水管23分別由快速接頭26、27轉接到手柄套28的腔內，並穿過手柄而引出槍外。快速接頭26、27用螺絲緊固於手柄25上，相應的手柄25內部端面上有兩個通孔供安裝快速接頭26、27用。電能由電纜22引入，此電纜22是標準的同軸電纜或兩芯電纜，兩個電極分別與換能器的兩個電極以焊接的方式連接，或採用同軸螺紋接頭連接。電纜22直接穿過手柄25端面上的孔和手柄套28的內腔而引出，在手柄套28的出線端安裝有保護套，以免電纜受損。換能器18由兩根金屬電極支撐於換能器固定片19上，固定片19固定在電纜22上，並與外套20松配合，透聲膜17用壓的方式或粘接的方式固定在外套20的前端面。外套20與調焦機構24通過螺紋連接，外套20可隨時取下。調焦機構24與手柄25也通過螺紋連接，調焦機構24與手柄25的連接較松，可以隨時轉動。手柄套28與手柄25也由螺紋連接，連接處要緊，以免鬆動。在治療槍外套20內，換能器18前面有透聲膜17固定在治療槍16的前端頭，換能器18後面通過其固定片19將電纜22連到主機面板7上，電纜22的一側有出水管21，另一側有進水管23，調焦機構24後面用螺紋連接手柄25，出水管21、進水管23分別與快速接頭26、27連接後再分別連至冷卻水箱回水口11和出水口13，手柄25在外有手柄套28。
如圖3所示是主機的方框圖，它由控制單元3連電源4和功放2及面板7的顯示電路組成的。其中控制單元是由單片機(可選用型號89C51)和控制器的控制開關和A/D轉換器(可選用ADC0809)構成的，顯示電路是由顯示驅動器(可選用82C79)連接顯示器LED數碼管構成，單片機包括幅度控制分別連信號發生器、調幅器、脈衝調節器，脈衝調節器連脈衝發生器和控制器的開關(可選用繼電器)和A/D轉換器，脈衝發生器分別連脈衝調節器和顯示電路，單片機還包括連到顯示電路的定時器，控制器的開關和A/D轉換器均和功放2連接，功放2接輸出。控制單元的主要器件是單片機，所有控制功能均通過程序控制，所編程序固化在單片機中。圖中單片機89C51對裝置各功能進行控制，如定時、啟動、停止等。裝置的控制程序被固化在89C51中，單片機通過繼電器和A/D轉換器與功率放大器相接。功率放大器可採用市售標準功率放大器，如美國生產的VDS系列產品等。
圖中4是電源部分，由整流二極體、穩壓器等組成。電源部分給各部分提供所需電源，其中一路輸出到後面板上作為水泵的電源，其原理圖如圖4和圖5所示。圖4為主機供電電路。S1、S2、S3接變壓器次級繞組，S6、S7接到功率模塊2電源端，S8、S9、S10接到控制單元3的電源端。
圖5是水泵電源電路。S4、S5接到變壓器的次級繞組。這一繞組與前面所述次級繞組是隔離的。S11、S12接到水泵電源插座6上。
以上實施例中的電路板裝入

圖1中的機箱內，工程技術人員可根據圖3的原理作相應的改進，只要能達到相同的功能即可。控制器件及控制電路的方式很多，圖3給出的實施例是採用通用的器件和方法製作的。
權利要求
1.一種婦科及皮膚病變超聲波治療儀，其特徵在於是由冷卻水箱、治療槍、主機和面板組成；主機裝有電源及其變壓器、插座、控制單元、功放，其中，電源同左邊的變壓器相連，中間的控制單元分別與前面的功放及後面的電源相連；面板分別連主機和治療槍，面板上有顯示電路、冷卻水箱通過循環泵由電纜連主機，治療槍分別通過水管連冷卻水箱的出水口及水箱蓋。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於所述的主機其帶寬為0.5～25MHz，主機有頻率調節、功率調節、時間設置、頻率值、功率值、時間設置值、脈衝頻率值；產生的聚焦超聲波焦距為5～50mm，可在頻率範圍0.5～25MHz調節，功率範圍為0～150W，功率放大器是點頻放大器。
3.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於所述超聲波換能器聚焦方式為球面聚焦、弧面聚焦兩種，其諧振頻率範圍為0.5～25MHz；所述功率放大器是寬頻放大器，其帶寬為0.5～25MHz。
4.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於所述的治療槍在其外套內超聲換能器前端面有透聲膜固定，換能器後面有一固定片通過電纜連到主機面板上，電纜一側有出水管，另側有進水管，治療槍內的調節焦距的調焦機構用螺紋連接手柄，手柄外有外套，治療槍上有焦距刻度，出水管、進水管分別與轉換頭連接後再分別連到冷卻水箱的回水口和出水口；冷卻水箱包括儲水箱和水泵，它們所用的水為純淨水；治療槍前端、治療槍蓋均可拆下。
5.根據權利要求4所述的裝置，其特徵在於所述的超聲換能器可隨時更換，在超聲換能器側面有透聲膜固定，治療槍前端直徑為5～80mm。
全文摘要
一種婦科及皮膚病變超聲波治療儀，是由冷卻水箱、治療槍、主機和面板組成，控制單元分別與電源及功放相連。面板連主機和治療槍，面板上有顯示電路。冷卻水箱通過循環泵由電纜連主機。治療槍分別通過水管連冷卻水箱的出水口及水箱蓋。由於本裝置採用了具有良好聚焦性和穿透性的超聲波且頻率範圍和功率選擇合理，超聲波到達病變組織後，組織分子產生強烈振動而發熱，熱量會快速增加甚至在數秒內可產生較高的溫升，使病變組織水腫，微循環改善。通過對160隻紐西蘭大白兔和5隻香豬實驗，以及對數十例婦科外陰白色病變的治療，結果表明本裝置超聲波可穿透皮膚表面進入皮下組織而不損傷表皮，皮下組織的水腫在短時間內很快消失，組織恢復正常。
文檔編號A61N7/02GK1426819SQ01144259
公開日2003年7月2日 申請日期2001年12月17日 優先權日2001年12月17日
發明者趙純亮, 王智彪, 王子龍, 葉方偉 申請人:重慶海扶(Hifu)技術有限公司