[发明专利]便携式可穿戴的超声理疗仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能超声理疗仪，具体涉及一种用于器质性心血管病患者、运动创伤性患者体外物理治疗的高科技超声理疗仪。

背景技术

超声波作用于人体组织会产生一定的生物效应，如机械效应、温热效应、空化效应等，利用这些效应可以达到某种治疗目的，也就是所谓的超声理疗。

超声波在生物组织中的衰减值随频率近乎线性增加, 即频率越大, 衰减系数越大, 衰减越快，不同的超声频率将会导致超声信号进入人体深度有所不同；另一方面，过量的超声波辐射会对人体造成伤害，针对不同的治疗部位应考虑采用不同剂量的超声信号。

目前国内市场上较为流行的超声治疗仪大多数结构相似，存在自动化程度低，操作繁杂，可调节声功率范围窄，自动保护功能弱等共同缺陷。

超声理疗仪目前多采用单频、固定频率的技术方案,这种频率是固定的, 不可变的。单一频率其治疗部位有限，患者需要多个部位治疗时，就需要另外的设备来完成。在治疗过程中，由于温度、环境等不同，导致超声治疗头的谐振频率发生改变，由于目前的超声理疗设备不具备频率自动跟踪功能，就会出现频率失调，从而会导致阻抗失配，降低效率，严重的不能正常工作。

现有的超声理疗仪大多操作繁杂，没有专家疗方功能，治疗频率多为单一且固定的1MHz或3MHz，输出声功率在2W/cm2以内，单一治疗头，治疗头有效面积比较小。偶见双频双治疗头的理疗仪，其1MHz和3MHz治疗头的有效治疗面积相差较大，输出声功率较小，不具备自动频率跟踪功能。

发明内容

为克服现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种智能双频或多频率的超声理疗仪，该智能超声理疗仪可以有效避免现有技术中的缺点。

为了解决上述技术问题，实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种智能超声理疗仪，包括供电模块、人机交互模块、主控模块、DDS模块、功放模块、治疗头模块、频率跟踪模块、和/或温度控制模块；

所述供电模块包括一220V交流转直流15V电源模块，所述220V交流转直流15V电源模块分别连接有一电平转换模块和推挽功放电路；220V交流转直流15V电源模块将交流220V转换成直流15V用于给推挽功放电路提供电源；电平转换模块，将直流15V电压转换为主控模块和人机交互模块所需的各种电压。在另一实施方式中，供电模块可包括可充电的聚合物电池。

所述人机交互模块包括触摸屏和状态显示灯；通过触摸屏可以设定各种治疗参数，同时还可以调用专家疗方功能，操作方便、直观、简洁；状态指示灯用于实时显示理疗仪的运行状态。

所述主控模块包括一微处理器，所述微处理器连接有一DDS电路、占空比调节电路、数字电位计、频率切换与匹配电路、相位差检测电路、温度采样电路和过温保护电路；微处理器主要根据用户设定的治疗参数，在设备的总体技术指标范围内，控制超声治疗头模块输出满足要求的超声波信号，并使其稳定、可靠地工作；

所述DDS模块包括一DDS发生电路，所述DDS发生电路的输出端连接一低通滤波电路，所述低通滤波电路的输出端连接一占空比调节电路，所述占空比调节电路与微处理器相连；DDS发生电路用于产生原始的超声激励信号，采用直接数字频率合成器实现，具有频率调整方便、分辨率高、频率转换时间短、输出相位连续、全数字化和控制方便等优点；低通滤波电路用于滤除DDS发生电路输出的谐波干扰，谐波干扰主要来自参考时钟，选择7阶巴特沃兹低通滤波器，巴特沃兹滤波器在通频带内具有最平坦的幅频特性，且衰减速率比较快；占空比调节电路用于控制输出超声波信号的占空比，微控制器通过控制占空比调节电路调节超声激励信号的占空比，从而实现对输出超声信号占空比的控制。

所述的功放模块包括一级放大电路，所述一级放大电路的同相输入端连接占空比调节电路的输出端，实现对占空比调制后的激励信号进行初步放大；所述一级放大电路的反相输入端连接一数字电位计，通过调整接入反相端电阻的大小，控制输出信号的大小，经过后续放大以最终实现对治疗强度的控制，所述的数字电位计与微处理器相连，所述一级放大电路的输出端连接二级放大电路，所述二级放大电路输出端连接一推挽功放电路；DDS发生电路产生的激励信号很微弱，需要经过功率放大才能驱动超声换能器；一级放大电路实现对激励信号的初步放大，二级放大电路对一级放大电路输出进行进一步放大，输出几W功率，最终再通过推挽功放电路进行放大，输出功率驱动信号，推动换能器工作；微控制器通过控制一级功放的放大倍数（反相端接入电阻大小），来实现对输出功率的调整。