可調整發射路徑的超聲腫瘤治療機換能器的製作方法

2023-12-07 07:55:26

專利名稱：可調整發射路徑的超聲腫瘤治療機換能器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種超聲波換能器，尤其是指一種可調整發射路徑的超聲腫瘤治療機換能器。
背景技術：
高強聚焦超聲腫瘤治療機通過超聲波在人體組織內傳輸產生熱效應為手段，對患者的病灶處進行治療。在治療過程中，要避開骨骼、空腔臟器的阻檔，一旦超聲傳輸的路徑上受到骨骼、空腔臟器的阻檔，就不能對病灶進行有效的治療，有時需要切去部分骨骼，例如在治療肝癌時，要切去部分肋骨，這樣會給病人增加很大痛苦。有時還需要針對病灶的部位，對人體或超聲波換能器進行機械式傾斜，勢必給醫治過程增添麻煩。

發明內容
本發明要解決的技術問題是，提供一種超聲波發射面積大、超聲入射角大，能對超聲能量入射的路徑進行大範圍調節的超聲腫瘤治療機換能器。
為達到此目的所採取的技術方案是一種可調整發射路徑的超聲腫瘤治療機換能器，包括球冠1，通過外殼均勻固定在球冠1上的多個壓電晶體2，和分別連接於每個壓電晶體2上的高頻信號源3，連接於每個壓電晶體2上的高頻信號源3與計算機功率控制裝置相連接。
計算機功率控制裝置包括上位計算機4、高頻信號源主控機5和N個開關電路6。其中高頻信號源主控機5主要由單片機51、串行通訊口52、模擬開關53和485通訊口54所構成。開關電路6主要由單片機61、485通訊口62、設置電路63、高頻信號源開關64、檢測電路65和數字電位計66所構成。上位計算機4通過串行通訊口52與高頻信號源主控機5的單片機51通訊，單片機51通過模擬開關53與485通訊口54相連接。高頻信號源主控機5的485通訊口54與N個開關電路6的485通訊口62相連後，接至單片機61的I/O口。單片機61的I/O口還分別與設置電路63和檢測電路65相連，單片機61的控制口T0、T1分別與數字電位計66和高頻信號源開關64相連接。
設置電路(63)、檢測電路(65)、數字電位計(66)和高頻信號源開關(64)分別設置在高頻信號源(3)內。
本發明的有益效果是1、可分別控制壓電晶體，起到良好的醫治效果由於本發明超聲波換能器可以在由多個壓電晶體組成的發射場內根據需要選擇整體、分組或單片壓電晶體發射超聲波，避開骨骼對聲波的阻擋，減少機械傾斜的操作，有效避免灼傷和疼痛，不再使用麻醉劑。
2、通過計算機集中控制，實現設備管理的自動化由於通過上位計算機和高頻信號源主控機對N路開關電路進行集中控制，高頻信號源主控機和每一路開關電路均設有單片機，可以實現對每路高頻信號源分別設置序列號，並進行參數檢測、功率調整和開關控制，達到設備管理的自動化和精確化。


下面結合附圖對本發明的具體實施方式
作進一步詳細地描述。
圖1為本發明實施例1結構原理圖。
圖2為本發明實施例2結構原理圖。
圖3為本發明實施例3結構原理圖。
圖4為本發明換能器僅開邊側單元時治療原理圖。
圖5為本發明計算機控制原理方塊圖。
圖6為本發明高頻信號源主控機電路原理圖。
圖7為本發明開關電路原理圖。
具體實施例方式
實施例1如圖1所示，一種可調整發射路徑的超聲腫瘤治療機換能器，包括曲率半徑為40cm的球冠1，通過外殼均勻固定在球冠1上的45個壓電晶體2，和分別連接於每個壓電晶體2上的高頻信號源3，連接於每個壓電晶體2上的高頻信號源3與計算機功率控制裝置相連接。在計算機功率控制裝置的控制下，可以對所有45個與壓電晶體2相連的高頻信號源3進行同時工作與關閉的開關操作，使得超聲腫瘤治療機換能器的發射面積大和超聲入射角大，起到對病灶的良好醫治效果。
如圖5、圖6、圖7所示，計算機功率控制裝置包括上位計算機4、高頻信號源主控機5和30個開關電路6。其中高頻信號源主控機5主要由單片機51、串行通訊口52、模擬開關53和485通訊口54所構成。單片機51採用AT89C51晶片，串行通訊口52採用MAX232晶片，模擬開關53採用4053三通道模擬開關，485通訊口54採用MAX485晶片。開關電路6主要由單片機61、485通訊口62、設置電路63、高頻信號源開關64、檢測電路65和數字電位計66所構成。設置電路63包括選通電路74HC244和撥碼開關ADDR，可以設置本路的序列號，從而為單片機61提供比較數據。高頻信號源開關64由電晶體N11和繼電器J1所構成，繼電器J1的觸點可以實現對本路高頻信號源3的開關控制。檢測電路65由8通道模擬開關4051和存儲器TCL0831構成，它可以接收來自高頻信號源3的電壓、電流和功率檢測信號，並通過單片機61上傳。數字電位計66可用於連續調整高頻信號源3的功率。上位計算機4通過串行通訊口52與高頻信號源主控機5的單片機51通訊，單片機51通過模擬開關53與485通訊口54相連接。高頻信號源主控機5的485通訊口54分別與30個開關電路6的485通訊口62相連後，接至每一個單片機61的I/O口。單片機61的I/O口還分別與設置電路63和檢測電路65相連，單片機61的控制口T0、T1分別與數字電位計66和高頻信號源開關64相連接。設置電路63、檢測電路65、數字電位計66和高頻信號源開關64分別設置在每一路高頻信號源3內，實現對其序列號設置、參數檢測、功率調整和開關控制，每一路高頻信號源3內還設有狀態顯示電路67，它通過單片機61的LOAD口與顯示器件相連接。
實施例2如圖2所示，可以在計算機的控制下，只開超聲腫瘤治療機換能器邊緣的發射單元，停開中間發射單元，通過對該數路高頻信號源3的控制，實現邊緣壓電晶體2對病灶的治療作用，這種控制方式可以有效饒過骨質，將熱源直接作用於病灶。其他與實施例1相同。
實施例3如圖3、圖4所示，可以在計算機的控制下，只開超聲腫瘤治療機換能器的某一個或某一側發射單元，通過對該路或該側高頻信號源3的控制，實現該路或該側壓電晶體2對病灶的治療作用，這種控制方式用於對淺表組織的治療。也可以有效饒過骨質，將熱源直接作用於病灶，並且在不用機械傾斜的條件下，達到40°的傾斜發射。其他與實施例1相同。
權利要求
1.一種可調整發射路徑的超聲腫瘤治療機換能器，包括球冠(1)、通過外殼均勻固定在球冠(1)上的多個壓電晶體(2)，和分別連接於每個壓電晶體(2)上的高頻信號源(3)，其特徵在於連接於每個壓電晶體(2)上的高頻信號源(3)與計算機功率控制裝置相連接。
2.根據權利要求1所述的可調整發射路徑的超聲腫瘤治療機換能器，其特徵在於所述的計算機功率控制裝置包括上位計算機(4)、高頻信號源主控機(5)和N個開關電路(6)；其中高頻信號源主控機(5)主要由單片機(51)、串行通訊口(52)、模擬開關(53)和485通訊口(54)所構成；開關電路(6)主要由單片機(61)、485通訊口(62)、設置電路(63)、高頻信號源開關(64)、檢測電路(65)和數字電位計(66)所構成；上位計算機(4)通過串行通訊口(52)與高頻信號源主控機(5)的單片機(51)通訊，單片機(51)通過模擬開關(53)與485通訊口(54)相連接；高頻信號源主控機(5)的485通訊口(54)與N個開關電路(6)的485通訊口(62)相連後，接至單片機(61)的I/O口；單片機(61)的I/O口還分別與設置電路(63)和檢測電路(65)相連，單片機(61)的控制口(T0、T1)分別與數字電位計(66)和高頻信號源開關(64)相連接。
3.根據權利要求2所述的可調整發射路徑的超聲腫瘤治療機換能器，其特徵在於所述的開關電路(6)的數目N＝1-50個。
4.根據權利要求1或2所述的可調整發射路徑的超聲腫瘤治療機換能器，其特徵在於所述的設置電路(63)、檢測電路(65)、數字電位計(66)和高頻信號源開關(64)分別設置在高頻信號源(3)內。
全文摘要
本發明涉及一種可調整發射路徑的超聲腫瘤治療機換能器，均勻固定在球冠上多個壓電晶體，每個壓電晶體分別與高頻信號源相連，高頻信號源內設有參數檢測、功率調整、開關控制和狀態顯示電路，通過上位計算機和高頻信號源主控機對每路高頻信號源內的開關電路和功率調整電路進行集中控制。由於本發明超聲波換能器可以在由多個壓電晶體組成的發射場內根據需要選擇整體、分組或單片壓電晶體發射超聲波，使得發射面積大和超聲入射角大，從而降低在人體皮膚和內部組織的聲強，可繞過骨質對聲波的阻擋，減少機械傾斜的操作，有效避免灼傷和疼痛，不再使用麻醉劑。
文檔編號A61N7/00GK1416925SQ02148798
公開日2003年5月14日 申請日期2002年11月21日 優先權日2002年11月21日
發明者任愛卿 申請人:北京仁德盛科技有限責任公司