Ультразвуковой терапевтический прибор с контролем акустического контакта излучателя со средой

 

Использование: в ультразвуковой терапевтической медицинской технике, для контроля акустического контакта, необходимого для правильной оценки дозы ультразвукового воздействия. Ультразвуковой терапевтический прибор содержит блок питания и подключенные к нему последовательно соединенные ультразвуковой задающий генератор, модулятор, усилитель мощности, излучатель, а также устройство управления, выходы которого соединены с ультразвуковым задающим генератором и модулятором. В прибор включены также последовательно соединенные генератор линейно возрастающего напряжения, компаратор, устройство выборки-хранения опорного сигнала, пороговое устройство и сигнализатор. Последовательно с излучателем включен измерительный резистор. Компаратор, устройство выборки-хранения и пороговое устройство вторыми входами подключены к делителю, образованному излучателем и измерительным резистором. Вход устройства управления соединен с вторым выходом порогового устройства. Предложенная, схема прибора позволяет осуществлять автоматический контроль акустического контакта излучателя со средой при любом уровне терапевтической выходной мощности, а также предотвратить перегрев пластины пьезоизлучателя. 1 ил.

Изобретенье относится к медицине, в частности к терапевтической медицинской технике, для контроля акустического контакта для оценки правильной дозы ультразвукового воздействия.

Известен ультразвуковой терапевтический аппарат, содержащий пьезоэлектрический фокусирующий излучатель ультразвука, выполненный в виде чаши и соединенный с генератором, выполненным с возможностью регулирования характеристик напряжения во время возбуждения, и установленный на контейнере с контактной жидкостью, поверхность аппликации которого выполнена в виде гибкой мембраны, размещенной на поверхности объекта воздействия. Пьезоэлемент фокусирующего излучателя ультразвука выполнен с постоянным фокусным расстоянием при переменной толщине, причем отношение максимальной толщины пьезоэлемента к минимальной равно 1,01-1,15, а генератор переменного напряжения ультразвуковой частоты выполнен с возможностью регулирования по частоте с отношением максимальной частоты к минимальной в диапазоне 1,01-1,15 (RU 2086178 C1, 1997). Однако в данном приборе отсутствует устройство для контроля за акустическим контактом между излучателем и озвучиваемой частью тела, что не позволяет с требуемой точностью установить дозу ультразвукового воздействия.

Наиболее близким к изобретению является аппарат для ультразвуковой терапии (SU 1149975 A, 1985), содержащий блок питания и подключенные к нему последовательно соединенные задающий генератор, модулятор, регулятор мощности, усилитель мощности, излучатель, при этом устройство управления соединено выходами с ультразвуковым задающим генератором и модулятором. При этом контроль акустического контакта возможен при изменении интенсивности. Недостатком данного аппарата являются невысокая точность контроля контакта и сложность регулировки при серийном производстве аппаратуры или ее ремонте.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении заявляемого устройства, выражается в возможности автоматического контроля акустического контакта излучателя со средой при любом уровне терапевтической выходной мощности.

Сущность предлагаемого устройства заключается в том, что ультразвуковой терапевтический прибор, содержащий блок питания и подключенные к нему последовательно соединенные ультразвуковой задающий генератор> модулятор, усилитель мощности, излучатель, а также устройство управления, выходы которого соединены с ультразвуковым задающим генератором и модулятором. Дополнительно в прибор включены последовательно соединенные генератор линейно возрастающего напряжения, компаратор, устройство выборки-хранения опорного сигнала, пороговое устройство и сигнализатор, компаратор, устройство выборки-хранения и пороговое устройство вторыми входами подключены к делителю, образованному последовательно включенными излучателем и измерительным резистором. Вход устройства управления соединен со вторым выходом порогового устройства.

Структурная схема предлагаемого ультразвукового терапевтического прибора представлена на чертеже.

На структурной схеме можно выделить две независимые цепи: цепь возбуждения излучателя, состоящую из блока питания (10) и подключенных к нему последовательно соединенных ультразвукового задающего генератора (1), модулятора (2), усилителя мощности (3), излучателя (Z) и цепь контроля акустического контакта, включающую последовательно соединенные генератор линейно возрастающего напряжения (8), компаратор (5), устройство выборки-хранения опорного сигнала (6), пороговое устройство (7) и сигнализатор (9), причем компаратор (5), устройство выборки-хранения опорного сигнала (6) и пороговое устройство (7) вторыми входами подключены к делителю, который образован излучателем и измерительным резистором P, кроме того, прибор содержит устройство управления (4), выходы которого соединены с ультразвуковым задающим генератором (1), модулятором (2), а вход соединен со вторым выходом порогового устройства (7).

Предлагаемое устройство работает следующим образом: для определения уровня опорного напряжения, соответствующего заданной выходной мощности, при включении питания прибор переходит в режим автокалибровки. Работа цепи контроля акустического контакта основана на контроле изменения силы тока в цепи делителя пьезоизлучателя Z - резистор R по изменению напряжения U_к (резистор R может быть заменен трансформатором тока). Напряжение U_к одновременно подается на вход компаратора (5) и аналоговое устройство выборки-хранения (6). Одновременно с этим, генератор линейно возрастающего напряжения (8) начинает вырабатывать линейно возрастающее напряжение, поступающее на второй вход компаратора (5). При равенстве сравниваемых напряжений с выхода компаратора (5) поступает сигнал, переключающий устройство выборки-хранения (6) в режим хранения. Таким образом, на выходе устройства (6) образуется опорное напряжение, равное U_к, режим контроля акустического контакта осуществляется автоматически и обеспечивается высокая точность установления дозы ультразвукового воздействия. Прибор переходит в режим излучения.

Параметры возбуждения пьезоэлемента: начальная частота напряжения воздействия, пределы изменения частоты, время воздействия (для непрерывного режима возбуждения), количество, длительность, скважность импульсов (для импульсного режима воздействия), интенсивность задаются оператором с помощью устройства управления (4). Как отмечалось ранее, напряжение с устройства выборки-хранения (6) в качестве опорного поступает в пороговое устройство (7). На второй вход порогового устройства (7) подается контролируемое напряжение, снимаемое с резистора Р. При уменьшении нагрузки пьезоизлучателя (Z), т.е. уменьшении площади соприкосновения или плотности контакта, ток в цепи и соответственно напряжение U_к на резисторе R возрастают. При увеличении падения напряжения на резисторе R более чем на 10% сигналы о степени неконтакта поступают в устройство управления (4) и сигнализатор (9), при этом, для поддержания заданной дозы воздействия устройство управления (4) увеличивает время воздействия пропорционально величине неконтакта. При нарушении контакта более чем на 30% устройство управления сохраняет в памяти полученную пациентом дозу воздействия и отключает прибор.

Контроль акустического контакта осуществляется в диапазоне изменения выходной мощности более 20 дБ, что существенно перекрывает диапазон используемых в терапии интенсивностей.

Формула изобретения

Ультразвуковой терапевтический прибор, содержащий блок питания и подключенные к нему последовательно соединенные ультразвуковой задающий генератор, модулятор, усилитель мощности, излучатель, а также устройство управления, выходы которого соединены с ультразвуковым задающим генератором и модулятором, отличающийся тем, что в приборе последовательно соединены генератор линейно возрастающего напряжения, компаратор, устройство выборки-хранения опорного сигнала, пороговое устройство и сигнализатор, при этом компаратор, устройство выборки-хранения и пороговое устройство вторыми входами подключены к делителю, образованному последовательно включенными излучателем и измерительным резистором, а вход устройства управления соединен с вторым выходом порогового устройства.

РИСУНКИ

Рисунок 1