介入治療用超聲波能量控制電路制造技術

本發明專利技術公開了一種介入治療用超聲波能量控制電路，涉及超聲波技術領域，所述控制電路包括：依次連接的信號發生器、功率放大器、匹配網絡、超聲換能器和反饋電路，所述反饋電路與所述信號發生器連接，所述信號發生器用于產生正弦波，所述功率放大器用于對所述正弦波進行信號放大，所述匹配網絡用于對信號放大后的正弦波進行阻抗和功率匹配，所述超聲換能器用于對阻抗和功率匹配后的正弦波進行電能/機械能的轉化，所述反饋電路用于檢測所述超聲換能器的功率、頻率和阻抗，并將檢測到的功率、頻率和阻抗發送至所述信號發生器。本發明專利技術通過設置反饋電路，實現了自動跟蹤穩定，以保證超聲波發射裝置的超聲波能量的穩定性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及超聲波
，特別涉及一種介入治療用超聲波能量控制電路。
技術介紹
超聲波是指在彈性介質中傳播的聲源振動頻率大于20，OOOHz的機械波，具有以下物理特性:(I)方向性好。由于超聲波的頻率高，波長短，接近紅外線的波長，因此和光線一樣，具有較強的方向性，形成超聲波束，能沿一定的方向傳播，可以定向發射超聲能量；反射和透射。超聲波在體內傳播中碰到不同組織密度形成的界面時，一部分產生反射波，另一部分可透過該界面進入深層組織。透射波遇到深層界面又可產生新的反射和透射波，如此直達深部。因此超聲能量在傳播方向上具有一定的穿透性，同時反射回來的超聲信號又能通過超聲換能器的逆壓電效應轉變為電信號，從而分析和反饋超聲能量傳播情況，并可用于成像；(3)穿透性與分辨率。超聲波的頻率越高，分辨力就越高，但穿透力越低。相反，頻率越低，穿透力就越強，但分辨力較差。除了以上物理特性以外，超聲波作用于人體時也會產生三大效應，分別是:(I)機械效應。機械效應是超聲波特有的一種基本的原發的作用。超聲波在人體組織中傳遞時，細胞與體液成為超聲波在體內傳遞的介質，從而可以使細胞間產生相對運動。因此超聲波對組織內物質和細胞可以產生一種“微細按摩”的作用。這種作用可引起細胞功能的改變，可引起生物體的許多反應。超聲波的機械作用可軟化組織、增強滲透、提高代謝、促進血液循環、刺激神經系統及細胞功能；(2)熱效應。超聲波作用于機體時可產生熱，超聲波熱作用的獨特之處是除普遍吸收之外，還可選擇性加熱，主要是在兩種不同介質的交界面上生熱較多，因此可根據治療部位及其深度的不同，選擇合適的超聲頻率和功率；(3)空化效應，空化效應是基于超聲波的機械效應和熱效應，可繼發許多物理的或化學的變化。具有物理學特性的超聲機械振動，以及在此基礎上產生的分布特殊的“內生熱”和必然引起的生物理化改變。與此同時，超聲可在體液、血液中進行傳播，屬于非接觸式能量傳遞形式，因此可以不直接接觸組織或管腔而達到治療的目的，可減少對人體的損傷。正是基于以上特點，目前超聲已廣泛應用于成像、檢測、理療和消融等醫療領域。由于現有技術中的超聲波發生裝置均用于檢測病灶，即通過發射超聲波確定人體內的病變位置，而現有技術中的超聲波發射裝置由于發射的超聲波能量不穩定，導致無法應用于對超聲波能量的穩定性要求非常高的血管內疾病治療。
技術實現思路
(一)要解決的技術問題本專利技術要解決的技術問題是:如何保證超聲波發射裝置的超聲波能量的穩定性。(二)技術方案為解決上述技術問題，本專利技術提供了一種介入治療用超聲波能量控制電路，所述控制電路包括:依次連接的信號發生器、功率放大器、匹配網絡、超聲換能器和反饋電路，所述反饋電路與所述信號發生器連接，所述信號發生器用于產生正弦波，所述功率放大器用于對所述正弦波進行信號放大，所述匹配網絡用于對信號放大后的正弦波進行阻抗和功率匹配，所述超聲換能器用于對阻抗和功率匹配后的正弦波進行電能/機械能的轉化，所述反饋電路用于檢測所述超聲換能器的功率、頻率和阻抗，并將檢測到的功率、頻率和阻抗發送至所述信號發生器。其中，所述信號發生器包括:時鐘晶體、主控制器、數字合成器和模擬轉換器，所述時鐘晶體用于產生參考時鐘，并輸出至所述數字合成器，所述主控制器將頻率和相位傳輸至所述數字合成器，所述數字合成器將合成的信號發送至所述模擬轉換器，由所述模擬轉換器進行數模轉換，以獲得與所述頻率和相位對應的正弦波，所述主控制器接收所述檢測到的功率、頻率和阻抗。其中，所述功率放大器包括:場效應晶體管和電阻，所述場效應晶體管的柵極與所述信號發生器的輸出端及偏置電壓分別連接，所述場效應晶體管的源極與高電平、所述功率放大器的輸出端及所述電阻的第一端分別連接，所述電阻的第二端接地，所述偏置電壓和所述場效應晶體管的柵極之間設有電感，所述電阻的第一端和所述場效應晶體管的源極之間連有第一電容，所述高電平和所述場效應晶體管的源極之間連有LC并聯電路，所述場效應晶體管的柵極與所述信號發生器的輸出端之間連有第二電容，所述場效應晶體管的漏極接地。其中，所述功率放大器包括:功率耦合器、功率分配器、電阻和兩個場效應晶體管，所述功率分配器的輸入端與所述信號發生器的輸出端連接，所述功率分配器的兩個輸出端與所述兩個場效應晶體管的柵極一一對應連接，所述兩個場效應晶體管的漏極均接地，所述兩個場效應晶體管的源極分別與所述功率耦合器的兩個輸入端一一對應連接，所述功率耦合器的輸出端與所述功率放大器的輸出端及所述電阻的第一端分別連接，所述電阻的第二端接地，所述功率耦合器的輸出端和所述電阻的第一端之間設有電容，所述電阻的第一端與地之間連有LC并聯電路。其中，所述功率放大器包括:功率耦合器、功率分配器、電阻和兩個場效應晶體管，所述功率分配器的輸入端與所述信號發生器的輸出端連接，所述功率分配器的兩個輸出端與所述兩個場效應晶體管的柵極一一對應連接，所述兩個場效應晶體管的漏極均接地，所述兩個場效應晶體管的源極分別與所述功率耦合器的兩個輸入端一一對應連接，所述功率耦合器的輸出端與所述功率放大器的輸出端及所述電阻的第一端分別連接，所述電阻的第二端接地，所述功率耦合器的輸出端和所述電阻的第一端之間設有LC串聯電路。其中，所述功率放大器包括:場效應晶體管和電阻，所述場效應晶體管的柵極與所述信號發生器的輸出端及偏置電壓分別連接，所述場效應晶體管的源極與高電平、所述功率放大器的輸出端及所述電阻的第一端分別連接，所述電阻的第二端接地，所述場效應晶體管的漏極接地，所述偏置電壓和所述場效應晶體管的柵極之間設有第一電感，所述高電平與所述場效應晶體管的源極之間連有第二電感，所述功率放大器的輸出端和所述場效應晶體管的源極之間連有LC串聯電路，所述場效應晶體管的源極與地之間連有第一電容，所述場效應晶體管的柵極與所述信號發生器的輸出端之間連有第二電容。其中，所述功率放大器包括:場效應晶體管和電阻，所述場效應晶體管的柵極與所述信號發生器的輸出端及偏置電壓分別連接，所述場效應晶體管的第二端與高電平、所述功率放大器的輸出端及所述電阻的第一端分別連接，所述電阻的第二端接地，所述場效應晶體管的漏極接地，所述偏置電壓和所述場效應晶體管的柵極之間設有第一電感，所述高電平與所述場效應晶體管的源極之間連有第二電感，所述場效應晶體管的源極與所述電阻的第一端之間串聯有第一電容和第一 LC并聯電路，所述電阻的第一端與地之間連有第二LC并聯電路，所述場效應晶體管的柵極與所述信號發生器的輸出端之間連有第二電容。其中，所述功率放大器包括:電阻、兩個場效應晶體管和兩個二極管，所述兩個場效應晶體管的柵極均與所述信號發生器的輸出端連接，第一場效應晶體管的漏極與第二場效應晶體管的源極、第一二極管的陽極及第二二極管的陰極分別連接，所述第一場效應晶體管的源極與高電平、地、第一二極管的陰極、電阻的第一端及所述功率放大器的輸出端分別連接，所述第一場效應晶體管的源極與高電平之間連有電感，所述第一場效應晶體管的源極與地之間連有第一當前第1頁1 2 3 4 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種介入治療用超聲波能量控制電路，其特征在于，所述控制電路包括：依次連接的信號發生器、功率放大器、匹配網絡、超聲換能器和反饋電路，所述反饋電路與所述信號發生器連接，所述信號發生器用于產生正弦波，所述功率放大器用于對所述正弦波進行信號放大，所述匹配網絡用于對信號放大后的正弦波進行阻抗和功率匹配，所述超聲換能器用于對阻抗和功率匹配后的正弦波進行電能/機械能的轉化，所述反饋電路用于檢測所述超聲換能器的功率、頻率和阻抗，并將檢測到的功率、頻率和阻抗發送至所述信號發生器。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王挺，許天剛，董颯英，蒲忠杰，趙士勇，楊永森，王超，黃晶，
申請(專利權)人：樂普北京醫療器械股份有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11