[发明专利]超声换能器的采样装置、调谐方法及超声手术系统

说明书

本发明提供一种超声换能器的采样装置，包括：采样模块，适于采集超声换能器的输出的电流信号，即采样信号；差分放大模块，适于对采样信号进行差分放大处理，输出第一交流信号；相位过滤模块，适于根据超声换能器的驱动信号获取超声换能器的电压相位信号；相位整流提取模块，适于根据超声换能器的电压相位信号对第一交流信号进行相位分解，得到与电压相位相同和相反的两路电流信号，将两路电流信号进行求和计算得到相位整流信号；电流提取模块，适于提取相位整流信号中的有效电流并输出所述有效电流。本发明还提供一种包含上述采样装置的超声手术系统以及超声换能器的调谐方法。提高了有效电流的测量准确度，同时，可根据有效电流准确监测超声换能器的状态。

技术领域

本发明涉及超声治疗技术，涉及一种超声换能器的采样装置、调谐方法及超声手术系统。

背景技术

在超声换能器中，为了使超声换能器能够进入谐振工作状态，或为了反映超声换能器的工作状态，需要对超声换能器输出回路的电流进行采样，然后根据采样得到的电流信号来判断其是否已经达到压电片在谐振工作状态下所需的电压值，或真实有效的反映当前超声换能器的工作状态。

现有技术中，有采用峰值检测法来检测电流，也有采用平均法来检测电流，不过这些方法都存在一个问题：采集并计算得到峰值或平均值在大多情况下都与超声换能器实际输出的电流存在误差，从而不利于对超声换能器的调谐工作及真实有效地反映当前超声换能器的工作状态，即根据现有技术侦测到的超声换能器输出电流值并不能准确地使换能器工作在其固有的谐振状态。

因此，如何使采集到的超声换能器输出的有效电流更为真实准确，还是一个未解决的技术问题。此外，在超声波换能器工作时，需要找到最佳的工作频率(即谐振频率)。现有技术寻找谐振频率的方法复杂，且不准确，使设定超声波换能器的工作频率的可靠性不高，如何快速并且准确地确定换能器的工作频率，是目前本领域的一个技术难题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种超声换能器的采样装置、调谐方法及超声手术系统，用于解决现有技术中超声换能器的有效电流采样值不准确的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种超声换能器的采样装置，包括：

采样模块，适于采集超声换能器的输出的电流信号，即采样信号；

差分放大模块，适于对所述采样信号进行差分放大处理，输出第一交流信号；

相位过滤模块，适于根据超声换能器的驱动信号获取超声换能器的电压相位信号；

相位整流提取模块，适于根据超声换能器的电压相位信号对第一交流信号进行相位分解，得到与电压相位相同和相反的两路电流信号，将两路所述电流信号进行求和计算得到相位整流信号；

电流提取模块，适于提取所述相位整流信号中的有效电流并输出所述有效电流，其中，所述有效电流包括有效值电流、有功功率电流或平均值电流中的一种或多种。

本发明的另一目的在于提供一种超声手术系统，包括上述超声换能器的采样装置。

如上所述，本发明的超声换能器的采样装置、调谐方法及超声手术系统，具有以下有益效果：本发明通过采样模块来感应获取的采样信号与超声换能器实际输出的电流信号是一致的，再由差分放大模块对所述采样信号进行差分放大处理，相位过滤模块根据超声换能器的驱动信号得到对应的电压相位信号，相位整流提取模块以电压相位信号为基础分解第一交流信号，最终计算得到相位整流信号，采用全波整流、半波整流、平均值方式分别提取到相位整流信号中对应超声换能器的有效值电流、有效功率电流、平均值电流，避免了现有技术中采集到的电信号与超声换能器实际输出的电流信号存在误差的情况，提高了有效电流的测量准确度，同时，可根据有效电流准确监测超声换能器的状态。例如，在有效电流的最大值对应的频率是超声波换能器工作时的最佳工作频率，即谐振频率的情况下，准确地确定有效电流的最大值，便可以准确地确定超声波换能器工作时的谐振频率。