本發(fā)明屬于醫(yī)療器械技術領域，具體涉及一種治療裝置及其控制方法，尤其是基于聚焦超聲和經皮神經電刺激治療關節(jié)炎的治療裝置及其控制方法。

背景技術：

聚焦超聲治療技術是一種利用超聲波治療疾病的技術，其通過超聲換能器向病灶部位發(fā)出聚焦的超聲波，利用超聲波的作用對靶區(qū)病灶進行治療，如治療前列腺炎、腫瘤、宮頸廉爛、乳腺增生、關節(jié)炎等疾病。聚焦超聲治療技術屬于非創(chuàng)傷性的治療技術，因此具有成本低、痛苦小、副作用少、幾乎無并發(fā)癥、恢復快、可重復治療等優(yōu)點。同時，對于許多疾病其他的常規(guī)療法均不能達到聚焦超聲治療的效果。

經皮的神經電刺激療法(Transcuataneous electrical nerve stimulation，TENS)是通過皮膚將特定的低頻脈沖電流輸入人體以治療疼痛的電療方法。即由適當強度頻率的電流，連續(xù)、輕柔的刺激神經、肌肉和細胞，激發(fā)身體自然產生嗎啡，阻斷、舒緩疼痛的(訊息即為能量)訊息，由于在止痛方面收到較好的效果，因而在臨床上(尤其在美國)得到了廣泛的應用。

然而，現有的治療關節(jié)炎的裝置為超聲波治療儀或TENS治療儀，并沒有集成兩者的優(yōu)點同時對病灶進行治療；同時，在超聲波治療時，其采用的超聲頻率為1MHZ，導致治療深度較淺，無法達到深度治療的目的；另外，在超聲波治療儀的驅動電路設計時，大多采用自諧振驅動電路，從而導致驅動效率不高。

技術實現要素：

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種治療裝置及其控制方法，用于解決現有技術中無法將超聲波治療儀或TENS治療儀合二為一對病灶集中治療，從而導致治療效果不佳的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發(fā)明提供一種治療裝置，所述治療裝置包括：驅動模塊、超聲輸出部、低頻輸出部、控制模塊和電源模塊；

所述控制模塊，用于根據預設參數同時產生第一控制信號與第二控制信號；

所述驅動模塊，其包含低頻驅動單元和超聲驅動單元，所述超聲驅動單元用于根據第一控制信號產生超聲驅動信號；所述低頻驅動單元用于根據第二控制信號產生低頻驅動信號；

所述超聲輸出部，用于根據接收到超聲驅動信號將電信號轉化為聚焦超聲波；

所述低頻輸出部，用于根據接收到低頻驅動信號產生具有非對稱指數波的低頻脈沖電流；

所述電源模塊，用于為驅動模塊、超聲輸出部、低頻輸出部和控制模塊供電。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種治療裝置的控制方法，包括：

獲取所述預設參數，根據所述預設參數同時生成第一控制信號與第二控制信號；

分別根據所述第一控制信號與第二控制信號對應產生超聲驅動信號和低頻驅動信號；

所述超聲驅動信號驅使超聲輸出部發(fā)射聚焦超聲波；所述低頻驅動信號驅使低頻輸出部發(fā)射低頻脈沖電流。

如上所述，本發(fā)明的治療裝置及其控制方法，具有以下有益效果：

本發(fā)明通過低頻驅動單元和超聲驅動單元，同時驅動超聲輸出部和低頻輸出部工作，輸出低頻脈沖電流和聚焦超聲波，相比一般的超聲裝置而言，對于關節(jié)炎患者具有更好的治療效果；其中，聚焦超聲波的輸出頻率范圍為0.5MHz～1MHz，寬廣的輸出頻率范圍使得其對病灶能產生深度治療的效果；所述超聲驅動單元基于E類高頻放大與變壓器的組合，通過變壓器輸出避免了直流電壓直接輸出漏電的危險；低頻驅動單元產生具有周期頻率的非對稱指數波，提高了治療效果；在低頻驅動單元與超聲驅動單元中各自對應設置變壓器，達到耦合隔離的目的，有效降低了輸出的超聲波對低頻脈沖電流的影響；將低頻脈沖電流和聚焦超聲波集成于同一治療頭對病灶進行治療，其中，通過電極片與超聲耦合劑集成于一體，治療頭與電極片卡接連接對病灶輸出，提高了機電的耦合系數。

附圖說明

圖1顯示為本發(fā)明的一種治療裝置的結構框圖；

圖2顯示為本發(fā)明的一種治療裝置的低頻驅動單元的結構框圖；

圖3顯示為本發(fā)明的一種治療裝置的超聲驅動單元的電路圖；

圖4顯示為本發(fā)明的一種治療裝置的超聲驅動單元的結構框圖；

圖5顯示為本發(fā)明的一種治療裝置的超聲驅動單元的電路圖；

圖6顯示為本發(fā)明的一種治療裝置的超聲驅動單元的實施例電路圖；

圖7顯示為本發(fā)明的一種治療裝置的控制方法流程圖；

圖8顯示為本發(fā)明的一種治療裝置中治療頭的側視圖；

圖9顯示為本發(fā)明的一種治療裝置中治療頭的俯視圖；

圖10顯示為本發(fā)明的一種治療裝置中治療頭的仰視圖。

元件標號說明：

1 控制模塊

2 驅動模塊

3 電源模塊

4 低頻輸出部

5 超聲輸出部

21 低頻驅動單元

22 超聲驅動單元

211 數模子單元

212 跟隨子單元

213 低頻驅動子單元

214 第一變壓器子單元

221 控制子單元

222 升壓子單元

223 第二變壓器子單元

224 濾波子單元

A1 固定座

A2 圓槽

A3 數據口

S1～S3 步驟1～步驟3

具體實施方式

以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。需說明的是，在不沖突的情況下，以下實施例及實施例中的特征可以相互組合。

需要說明的是，以下實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(tài)、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復雜。

請參閱圖1，本發(fā)明提供一種治療裝置的結構框圖；包括：

所述治療裝置包括：驅動模塊、超聲輸出部、低頻輸出部、控制模塊和電源模塊；

所述控制模塊1，用于根據預設參數同時產生第一控制信號與第二控制信號；

其中，所述預設參數為用戶根據需求設定，根據預設參數可設置驅動模塊轉動的時間以及功率。

所述驅動模塊2，其包含低頻驅動單元21和超聲驅動單元22，所述超聲驅動單元21用于根據第一控制信號產生超聲驅動信號；所述低頻驅動單元21用于根據第二控制信號產生低頻驅動信號；

所述超聲輸出部5，用于根據接收到超聲驅動信號將電信號轉化為聚焦超聲波；

所述低頻輸出部4，用于根據接收到低頻驅動信號產生具有非對稱指數波的低頻脈沖電流；

所述電源模塊3，用于為驅動模塊2、超聲輸出部5、低頻輸出部4和控制模塊1供電。其中，本申請中的低頻輸出部為經皮神經電刺激電極；超聲輸出部為超聲波換能器；所述經皮神經電刺激電極與超聲波換能器集成于一個治療頭部件上，對外同時輸出TENS和聚焦超聲波；而且本裝置的優(yōu)選的組合方式為至少兩個治療頭部件同時對生物體進行治療，兩個治療頭內的經皮神經電刺激電極、超聲波換能器對外輸出時，可與電源之間形成閉合電路，通過形成閉合回路提高治療效果。

所述控制模塊至少要能同時輸出DAC信號與PWM信號；所述聚焦超聲波的頻率為0.5MHz～1MHz，將聚焦超聲與電極片耦合劑合二為一，減輕醫(yī)生勞動強度又能保證超聲和TENS治療效果。

其中，所述電源模塊可為蓄電池或外接電源，如為蓄電池，則優(yōu)選為可循環(huán)充電的蓄電池。

在本實施例中，在其它領域最多也就是不能集成而已，不會引起什么負擔，而在醫(yī)療領域TENS和聚焦超聲分開治療效果不是理想，一者本領域技術人員也沒有想到將兩者集成；二者將兩者集成相互之間會出現干擾；三者無法同時實現兩者同時工作。而本申請中TENS和聚焦超聲不止是單單的集成，集成所帶來的治療效果也是巨大，不能進行輕易的對比；通過低頻驅動單元和超聲驅動單元，同時驅動超聲輸出部和低頻輸出部工作，在同一治療頭上既產生低頻脈沖電流又產生聚焦超聲波，對于關節(jié)炎等疾病產生了良好的治療效果。

如圖2所示，為本發(fā)明的一種治療裝置的低頻驅動單元21的結構框圖，具體包括：

數模子單元211，用于控制輸出的模擬信號的幅度；

跟隨子單元212，用于根據模擬信號產生具有低輸出阻抗和隔離作用的電壓信號；

低頻驅動子單元213，用于根據電壓信號控制電路導通產生具有周期頻率的非對稱指數波；

第一變壓器子單元214，用于放大并處理所述非對稱指數波。

在本實施例中，通過數模轉換器輸出穩(wěn)定的模擬信號，經過可變電阻調節(jié)該模擬信號的幅度；采用跟隨器對模擬信號進行隔離和優(yōu)化，產生較低阻抗的電壓信號；電壓信號根據模擬信號的變化周期性導通或截止場效應管，從而產生醫(yī)學專用的非對稱指數波，將所述非對稱指數波進行放大輸出到經皮神經電刺激電極可對病人的病灶進行治療，達到治療病人的目的，提高了治療效果。

如圖3所示，為本發(fā)明的一種治療裝置的低頻驅動單元21的電路圖，具體包括：

所述數模子單元211包括數模轉換器和可變電阻R0，所述數模轉換器的輸出端串聯可變電阻的一端，所述可變電阻R0的另一端和其控制端連接所述跟隨單元212的輸入端；

具體地，所述可變電阻R0的可控范圍為0～2.1千歐姆，通過調節(jié)其阻值范圍達到控制數模轉換器輸出的模擬信號的幅度；優(yōu)選地，還可在數模轉換器與可變電阻R0之間連接零值電阻，用于測試數模轉換器輸出。

所述跟隨子單元212包括跟隨器A、第一電容C1、第一電阻R1和第二電阻R2，所述跟隨器A的正向輸入端分別連接第一電容C1和第一電阻R1的一端，所述跟隨器A的負向輸入端連接第二電阻R2的一端，所述第一電容C1、第一電阻R1與第二電阻R2的另一端均接地，所述跟隨器A的正向控制端連接第一電源電壓VCC1，所述跟隨器A的負向控制端接地，所述跟隨器A的輸出端連接低頻驅動子單元213。

具體地，所述跟隨器A的型號為LM258D，所述第一電阻R1和第二電阻R2的阻值分別為20千歐姆、2.2歐姆，所述第一電容C1容值3900皮法，所述第一電源電壓為12伏，第一電容C1用于濾除高頻的模擬信號；第一電阻用于分壓作用，所述第二電阻R2起到恒流作用。

所述低頻驅動子單元213包括N溝道MOS管Q1、第三電阻R3、第四電阻R4和第二電容C2，所述N溝道MOS管Q1的柵極分別連接跟隨器A的輸出端和第三電阻R3的一端，所述第三電阻R3的另一端接地；所述N溝道MOS管Q1的源極連接跟隨器A的負向輸入端，所述N溝道MOS管Q1的漏極分別連接第四電阻R4和第二電容C2的一端，所述第四電阻R4和第二電容C2的另一端均連接第二電源電壓VCC2。

具體地，所述第三電阻R3、第四電阻R4的阻值分別為1千歐姆、51歐姆，所述第二電容C2容值5600皮法，所述第二電源電壓VCC2為24伏，電阻R3用于放電，其用于泄掉跟隨器輸出的的電壓，通過第四電阻值R4與第二電容C2用于產生醫(yī)學專用的非對稱指數波。

所述第一變壓器子單元214包括第一變壓器T1、第一二極管D1和第五電阻R5，所述第一變壓器T1的第一輸入端連接第一二極管D1的正極，所述第一二極管D1的負極連接第五電阻R5一端，所述第五電阻R5的另一端連接第一變壓器T1的第二輸入端，所述第一變壓器T1的第一輸出端和第二輸出端輸出放大的非對稱指數波。

具體地，所述變壓器T1的輸入端與輸出端之間的線圈匝數比為40：450，所述二極管D1的型號為IN4007，該二極管D1為續(xù)流二極管，所述第五電阻R5的阻值為10歐姆，二極管D1與第五電阻R5組成續(xù)流電路，在變壓器不工作時，防止其反向電流達到泄流的目的，保護與其連接的電路元器件，通過變壓器T1設定固定的線圈匝數比為40：450，耦合的變壓器T1輸出可濾除超聲驅動單元的高頻干擾。

在本實施例中，在N溝道MOS管Q1的源漏極如果存在電壓，即正向電壓則導通，否則不導通；當N溝道MOS管Q1導通時，由第四電阻值R4與第二電容C2用于產生非對稱指數波，通過變壓器T1對非對稱指數波的進行放大輸出，將輸出的非對稱指數波加到經皮神經電刺激電極，形成可治療疾病的超聲脈沖。

如圖4所示，為本發(fā)明的一種治療裝置的超聲驅動單元22的結構框圖，包括：

控制子單元221，用于根據PWM信號控制控制電路導通或截止；

升壓子單元222，用于當電路導通時，對PWM信號進行升壓；

第二變壓器子單元223，用于對升壓的PWM信號進行放大；

濾波子單元224，用于濾波處理放大的PWM信號，使得PWM信號按預設頻率加載于超聲輸出部。

在本實施例中，所述控制子單元221與升壓子單元222組合為E類功率放大電路，周期性的PWM信號使得其規(guī)律導通，不會持續(xù)輸出；通過E類功率放大電路與第二變壓器子單元223耦合，濾波子單元224可濾除輸出的超聲驅動信號達到預設頻率，可有效避免直流電壓直接輸出漏電的危險，提高了機電的耦合系數。

如圖5所示，為本發(fā)明的一種治療裝置的超聲驅動單元22的電路圖，具體包括：

所述控制子單元221為N溝道MOS管Q2，所述N溝道MOS管Q2的柵極連接PWM脈沖信號，所述N溝道MOS管Q2的源極接地，所述N溝道MOS管Q2的漏極連接放大子單元。

具體地，N溝道MOS管Q2主要起到開關的作用，還可以優(yōu)選在N溝道MOS管Q2的柵極與PWM輸入信號之間串聯一個電阻，該電阻的阻值為5.1千歐，該電阻為延遲N溝道MOS管Q2的源刪極的充電時間，使其打開過程平滑。

所述升壓子單元222括扼流電感L、第二二極管D2、第三電容C3、第六電阻R6和第七電阻R7，所述N溝道MOS管Q2的漏極分別連接第二二極管D2的正極、第三電容C3的一端、第七電阻R 7的一端；所述第二二極管D2的負極連接第六電阻R6的一端；所述第二變壓器T2的第二輸入端分別連接第六電阻R6的另一端、第三電容C3的另一端、第七電阻R7的另一端以及扼流電感L的一端；所述扼流電感L的另一端連接第三電源電壓VCC3；

所述第二變壓器子223單元為第二變壓器T2，所述第二變壓器T2的副級輸出端(即，第三輸出端3為正輸入端和第四輸出端4為正輸入端)連接濾波子單元，所述第二變壓器T2的原級輸入端(即，第一輸入端1為負輸入端和第二輸入端2為正輸入端)。

具體地，所述N溝道MOS管Q2與升壓子單元222內各器件組成E類功率放大器，所述第二變壓器子單元用于阻抗匹配：為了提供使其最大的輸出功率，以及信號相位調整：使不同的輸出電壓信號工作在相同相位，避免反相導致電壓信號相互干涉抵消；所述扼流電感L為防止電流過大和抑制雜音，起到保護電路的作用；所述第三電源電壓VCC3優(yōu)選電壓值為24V；N溝道MOS管Q2導通，所述第三電容C3、第六電阻R6和第七電阻R7之間并聯起到快速升壓的作用，第二二極管D2導通；而N溝道MOS管Q2截止，電容C3放電，第二二極管D2截止。

所述濾波子單元224包括第四電容C4、第五電容C5、第八電阻R8和第九電阻R9；所述第二變壓器T2的第三輸出端3與第四輸出端4之間分別并聯第四電容C4、第五電容C5，所述第五電容C5兩端各連接第八電阻R8和第九電阻R9的一端，所述第八電阻R8和第九電阻R9的另一端均接地；所述第五電容C5分別與第八電阻R8、第九電阻R9之間的連接處輸出超聲驅動信號。

具體地，所述電容C4、C5均用于調節(jié)聚焦超聲晶片的電壓，達到分壓的目的；所述第八電阻R8、第九電阻R9與并聯后的電容組成RC濾波電容，用于RC濾波匹配波形的目的；所述第五電容C5與第八電阻R8之間為負超聲驅動信號的端口，所述第五電容C5與第九電阻R9之間為正超聲驅動信號的端口。

如圖6所示，為本發(fā)明的一種治療裝置的超聲驅動單元的實施例電路圖；

在本實施例中，圖6是有兩個相同的超聲驅動單元構成；在圖5的基礎上；分別在每個超聲驅動單元中第二變壓器的第二輸入端分別并聯第三二極管D3和第六電容C6，所述第三二極管D3和第六電容C6的另一端均接地；其中，所述第三二極管D3是防止輸入電壓幅度過大；所述第六電容C6用于濾波；

在扼流電感L與第二變壓器的第二輸入端之間還設有第五二極管D5，第七電容C7、第八電容C8和第四電源電壓VCC4，所述第五二極管D5的正極連接扼流電感L一端，所述扼流電感L的另一端連接第四電源電壓VCC4和第二變壓器的第二輸入端，第四電源電壓的值為24V，所述第五二極管D5用于保護電路，防止反向電流；所述第七電容C7、第八電容C8并聯在第五二極管D5正極與扼流電感L之間用于濾波。

如圖7所示，為本發(fā)明的一種治療裝置的控制方法流程圖，包括：

步驟S1，獲取所述預設參數，根據所述預設參數同時生成第一控制信號與第二控制信號；

具體地，預設參數為用戶選擇設置，所述驅動信號是經預設參數調節(jié)的，第一控制信號是控制PWM信號的周期，第二控制信號是控制DAC信號的幅度和周期。

步驟S2，分別根據所述第一控制信號與第二控制信號對應產生超聲驅動信號和低頻驅動信號；

步驟S3，所述超聲驅動信號驅使超聲輸出部發(fā)射聚焦超聲波；所述低頻驅動信號驅使低頻輸出部發(fā)射低頻脈沖電流；

其中，所述超聲驅動信號即PWM信號通過驅使超聲波換能器發(fā)射聚焦超聲波；所述低頻驅動信號通過經皮神經電刺激電極發(fā)射低頻脈沖電流。

具體地，在使用過程中，所述治療裝置通過治療頭對用戶病灶部位輸出治療波，如圖8至圖10所示，分別為本發(fā)治療裝置中治療頭的側視圖、俯視圖、仰視圖；

每個所述治療頭均包含固定座A1，在所述固定座A1上嵌入有凹形圓槽A2，所述凹形圓槽A2內安裝有超聲波換能器對外輸出聚焦超聲波，所述凹形圓槽A2的高度略大于所述固定座高度；在所述固定座內沿凹形圓槽A2邊緣處設有至少三個卡槽，同時，在電極片中設有鏤空的金屬片，該金屬片鏤空部位為凸出的圓環(huán)，該圓環(huán)大小與凹形圓槽A2相互匹配，在凸出的圓環(huán)邊沿上設有至少三個卡扣，通過旋轉治療頭使得卡扣與卡槽相互咬合；該電極片具有粘連性，可穩(wěn)定的吸附在病灶部位，無需綁定或手扶，從而減輕了醫(yī)生的工作量，通電工作時，在凹形圓槽A2對外釋放聚焦超聲波時，通過金屬片可釋放TENS，達到兩種治療波同時作用于病灶部位。

具體地，所述固定座A1的形狀可為圓形柱體或矩形柱體或橢圓形柱體，本申請中優(yōu)選橢圓形柱體，所述卡槽也可設置于固定座A1內凹形圓槽A2外壁，只要與電極片中圓環(huán)形狀大小相適應，卡槽與圓環(huán)上的卡扣能夠實現咬合即可，按上述方式卡接，拆分組裝快速方便，操作簡單，同時連接卡接緊固，不易脫落。

在如圖8至10中的橢圓形柱體的固定座A1上設有數據口A3，所述數據口A3用于傳輸低頻脈沖電流和聚焦超聲波。

綜上所述，本發(fā)明通過低頻驅動單元和超聲驅動單元，同時驅動超聲輸出部和低頻輸出部工作，輸出低頻脈沖電流和聚焦超聲波，相比一般的超聲裝置而言，對于關節(jié)炎患者具有更好的治療效果；其中，聚焦超聲波的輸出頻率范圍為0.5MHz～1MHz，寬廣的輸出頻率范圍使得其對病灶能產生深度治療的效果；所述超聲驅動單元基于E類高頻放大與變壓器的組合，通過變壓器輸出避免了直流電壓直接輸出漏電的危險；低頻驅動單元產生具有周期頻率的非對稱指數波，提高了治療效果；在低頻驅動單元與超聲驅動單元中各自對應設置變壓器，達到耦合隔離的目的，有效降低了輸出的超聲波對低頻脈沖電流的影響將低頻脈沖電流和聚焦超聲波集成于同一治療頭對病灶進行治療，其中，通過電極片與超聲耦合劑集成于一體，治療頭與電極片卡接連接對病灶輸出，提高了機電的耦合系數。所以，本發(fā)明有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業(yè)利用價值。

上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發(fā)明的權利要求所涵蓋。