[实用新型]介入治疗用超声波能量控制电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及超声波技术领域，特别涉及一种介入治疗用超声波能量控制电路。

背景技术

超声波是指在弹性介质中传播的声源振动频率大于20,000Hz的机械波，具有以下物理特性：（1）方向性好。由于超声波的频率高，波长短，接近红外线的波长，因此和光线一样，具有较强的方向性，形成超声波束，能沿一定的方向传播，可以定向发射超声能量；（2）反射和透射。超声波在体内传播中碰到不同组织密度形成的界面时，一部分产生反射波，另一部分可透过该界面进入深层组织。透射波遇到深层界面又可产生新的反射和透射波，如此直达深部。因此超声能量在传播方向上具有一定的穿透性，同时反射回来的超声信号又能通过超声换能器的逆压电效应转变为电信号，从而分析和反馈超声能量传播情况，并可用于成像；（3）穿透性与分辨率。超声波的频率越高，分辨力就越高，但穿透力越低。相反，频率越低，穿透力就越强，但分辨力较差。

除了以上物理特性以外，超声波作用于人体时也会产生三大效应，分别是：（1）机械效应。机械效应是超声波特有的一种基本的原发的作用。超声波在人体组织中传递时，细胞与体液成为超声波在体内传递的介质，从而可以使细胞间产生相对运动。因此超声波对组织内物质和细胞可以产生一种“微细按摩”的作用。这种作用可引起细胞功能的改变，可引起生物体的许多反应。超声波的机械作用可软化组织、增强渗透、提高代谢、促进血液循环、刺激神经系统及细胞功能;（2）热效应。超声波作用于机体时可产生热，超声波热作用的独特之处是除普遍吸收之外，还可选择性加热，主要是在两种不同介质的交界面上生热较多，因此可根据治疗部位及其深度的不同，选择合适的超声频率和功率;（3）空化效应，空化效应是基于超声波的机械效应和热效应，可继发许多物理的或化学的变化。具有物理学特性的超声机械振动，以及在此基础上产生的分布特殊的“内生热”和必然引起的生物理化改变。与此同时，超声可在体液、血液中进行传播，属于非接触式能量传递形式，因此可以不直接接触组织或管腔而达到治疗的目的，可减少对人体的损伤。正是基于以上特点，目前超声已广泛应用于成像、检测、理疗和消融等医疗领域。

由于现有技术中的超声波发生装置均用于检测病灶，即通过发射超声波确定人体内的病变位置，而现有技术中的超声波发射装置由于发射的超声波能量不稳定，导致无法应用于对超声波能量的稳定性要求非常高的血管内疾病治疗。

实用新型内容

（一）要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是：如何保证超声波发射装置的超声波能量的稳定性。

（二）技术方案

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种介入治疗用超声波能量控制电路，所述控制电路包括：依次连接的信号发生器、功率放大器、匹配网络、超声换能器和反馈电路，所述反馈电路与所述信号发生器连接，所述信号发生器用于产生正弦波，所述功率放大器用于对所述正弦波进行信号放大，所述匹配网络用于对信号放大后的正弦波进行阻抗和功率匹配，所述超声换能器用于对阻抗和功率匹配后的正弦波进行电能/机械能的转化，所述反馈电路用于检测所述超声换能器的功率、频率和阻抗，并将检测到的功率、频率和阻抗发送至所述信号发生器。

其中，所述信号发生器包括：时钟晶体、主控制器、数字合成器和模拟转换器，所述时钟晶体用于产生参考时钟，并输出至所述数字合成器，所述主控制器将频率和相位传输至所述数字合成器，所述数字合成器将合成的信号发送至所述模拟转换器，由所述模拟转换器进行数模转换，以获得与所述频率和相位对应的正弦波，所述主控制器接收所述检测到的功率、频率和阻抗。

其中，所述功率放大器包括：场效应晶体管和电阻，所述场效应晶体管的栅极与所述信号发生器的输出端及偏置电压分别连接，所述场效应晶体管的源极与高电平、所述功率放大器的输出端及所述电阻的第一端分别连接，所述电阻的第二端接地，所述偏置电压和所述场效应晶体管的栅极之间设有电感，所述电阻的第一端和所述场效应晶体管的源极之间连有第一电容，所述高电平和所述场效应晶体管的源极之间连有LC并联电路，所述场效应晶体管的栅极与所述信号发生器的输出端之间连有第二电容，所述场效应晶体管的漏极接地。