[发明专利]一种基于内嵌传感器的冲击波治疗仪冲击强度测试装置及方法

权利要求书

1.一种冲击波治疗仪冲击强度测试装置，其特征在于包括：

生物组织仿体体模(2)，用于在其入射表面接收冲击波治疗仪(1)的治疗头发出的冲击波，

第一柔性压力传感器(3)，其被嵌入生物组织仿体体模(2)的内部，

第二柔性压力传感器(4)，其被设置在生物组织仿体体模(2)的表面，

采集模块(5)，其接收第一柔性压力传感器(3)和第二柔性传感器(4)输出的压力信号，并对该压力信号进行放大和模-数转换，

信号处理模块(6)，其接收和存储来自采集模块(5)的压力信号，

冲击波强度计算模块(7)，用于确定冲击波的传播速度c，并根据所述压力信号、生物组织仿体体模(2)的密度和传播速度c，确定生物组织仿体体模(2)内部不同位置处的冲击波的强度I，

其中，所述冲击波的强度I的计算公式为：

其中:

I即冲击波的能流密度，

E为一次冲击过程中加载的能量，该能量代表冲击波治疗仪产生的冲击波经过生物组织衰减后传递到深层患处的有效治疗能量，是评价冲击波治疗仪的能量穿透性能的指标，

A为能量E的作用面积，

p(t)为随时间t变化的压力值，即第一柔性压力传感器(3)在不同时刻t测量到的压力值，

ρ为生物组织仿体体模(2)的介质的密度，

c为介质中波的传播速度，ρ·c即为介质声阻抗，

生物组织仿体体模(2)采用如下步骤制作：

取适量水凝胶干粉按照预定比例，溶解于纯化水中，加热煮沸至完全溶解，搅拌均匀成混合溶液；

把混合溶液倒入成形容器中自然冷却至溶液开始凝固成仿体，此时将第一柔性压力传感器(3)嵌入未完全凝固的仿体的内部，把第一柔性压力传感器(3)的连线从仿体的一侧引出；

在仿体完全凝固后，切割成预定尺寸的块体，得到内嵌传感器的生物组织仿体体模(2)，

传播速度c通过如下步骤确定：

测量第一柔性压力传感器(3)和设置在体模表面的第二柔性压力传感器(4)之间的距离d，

从第一柔性压力传感器(3)的压力信号最大值(8)出现的时刻t1和第二柔性压力传感器(4)的压力信号最大值(9)出现的时刻t2，确定时间差Δt＝t2-t1，得到传播速度

2.根据权利要求1所述的冲击波治疗仪冲击强度测试装置，其特征在于：

生物组织仿体体模(2)的仿体的密度ρ通过如下步骤确定：

首先在空气中称量一块仿体的重量W1，

然后在已知密度的辅助液体中称量该块仿体的重量W2，

把仿体的密度ρ确定为：

其中，

ρ₀为辅助液体的密度，

ρ_L为空气的密度。

3.根据权利要求1所述的冲击波治疗仪冲击强度测试装置，其特征在于：

信号处理模块(6)对压力信号进行基线调整、平滑、滤波处理。

4.根据权利要求1所述的冲击波治疗仪冲击强度测试装置，其特征在于所述辅助液体是水，水凝胶粉与水的质量比为1:60,所述预定尺寸的块体是10cm×10cm×10cm的立方体。

5.根据权利要求1或2所述的冲击波治疗仪冲击强度测试装置，其特征在于：

冲击波治疗仪(1)的治疗头所发出的冲击波的发射方向与所述入射表面相垂直，并与第一柔性压力传感器(3)的薄膜和第二柔性压力传感器(4)的薄膜相垂直。