一种多频多模调制功率超声高频系统及频率调整方法技术方案

本发明专利技术提供了一种多频多模调制功率超声高频系统及频率调整方法，它解决了驱动控制电路对于其频率变化适应性较差等问题，其包括驱动控制电路，驱动控制电路具有波形信号发生电路以及功率放大电路，驱动控制电路与通过换能器与超声手术刀连接，超声手术刀与双极电路连接。本发明专利技术具有频率调节适应性好、有效满足多频多模功率调制需求等优点。频多模功率调制需求等优点。频多模功率调制需求等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种多频多模调制功率超声高频系统及频率调整方法


[0001]本专利技术属于手术超声刀
，具体涉及一种多频多模调制功率超声高频系统及频率调整方法。

技术介绍

[0002]电外科术是以高频电流的凝固和烧灼作用施行的手术治疗方法。一般对皮肤的作用是将热传导给组织，或通过电流在组织产生热反应。在皮肤外科手术中常用的电外科方法是电凝和电切割，与普通外科的使用方法相同。而超声刀也叫做高强度聚焦超声治疗系统，也就是俗称超声刀，它是一种能从体外使体内的肿瘤凝固坏死的热疗方法。通过聚焦把超声的能量聚集在一点，使聚焦点处的组织温度突然升高，可以达到60
‑
100℃。通过这个温度来破坏杀死肿瘤组织，可以达到消灭肿瘤细胞的目的。而正常组织没有受到影响。若将超声切割与电凝止血相结合，现有的驱动控制电路对于其频率变化适应性较差，无法满足多频多模功率调制的需求。
[0003]为了解决现有技术存在的不足，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种高集成高频超声系统及工作方法[202310098396.7]，其包括高频超声刀，高频超声刀与超声换能器连接，超声换能器配备有超声高频多频多模集成设备，高频超声刀包括超声波导杆，超声波导杆与复合手柄连接，超声高频多频多模集成设备与复合手柄之间的双极电路采用寄生电路结构与超声波导杆的超声电路连接。
[0004]上述方案在一定程度上解决了超声切割与电凝止血结合的问题，但是该方案依然存在着诸多不足，例如对于频率转换适应性较差、无法满足多频多模功率调制需求等问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对上述问题，提供一种设计合理，频率转换适应性好的多频多模调制功率超声高频系统。
[0006]本专利技术的另一个目的是针对上述问题，提供一种可满足多频多模调制需求的频率调整方法。
[0007]为达到上述目的，本专利技术采用了下列技术方案：一种多频多模调制功率超声高频系统，包括驱动控制电路，驱动控制电路具有波形信号发生电路以及功率放大电路，驱动控制电路与通过换能器与超声手术刀连接，超声手术刀与双极电路连接。
[0008]在上述的一种多频多模调制功率超声高频系统中，波形信号发生电路包括通过串口与上位机连接的单片机，单片机与可编程模块连接，可编程模块通过转换单元输出信号。
[0009]在上述的一种多频多模调制功率超声高频系统中，可编程模块包括与单片机连接的12位移位寄存器且12位移位寄存器与转换单元连接，单片机依次通过16位移位寄存器、16位累加器和16位锁存器以及存储器与转换单元连接，单片机通过频率处理模块调整16位锁存器时钟信号。
[0010]在上述的一种多频多模调制功率超声高频系统中，转换单元包括与12位移位寄存
器连接的幅值D/A转换模块，存储器连接有波形高速D/A转换模块，幅值D/A转换模块为波形高速D/A转换模块提供参考电压，波形高速D/A转换模块通过信号整理模块输出信号。
[0011]在上述的一种多频多模调制功率超声高频系统中，功率放大电路包括大功率运算放大器U1，大功率运算放大器U1的输入负端与电源电路连接，大功率运算放大器U1的输入正端接地，大功率运算放大器U1的输出端与输出电路连接。
[0012]在上述的一种多频多模调制功率超声高频系统中，电源电路包括插座J1以及连接在插座J1与大功率运算放大器U1之间的电阻RI，大功率运算放大器U1的输入负端连接有并联的保护电路、吸收电路和降压电路；降压电路包括串连接地的二极管D1、D2，吸收电路包括反向串连的二极管D3、D4，保护电路包括串连的电容Cn和电阻Rn。
[0013]在上述的一种多频多模调制功率超声高频系统中，输出电路包括数据接口J2以及连接在数据接口J2与大功率运算放大器U1之间的二极管DFB1、DFB2，大功率运算放大器U1的输入负端与输出端之间连接有电阻RF且电阻RF并联有电容CF，大功率运算放大器U1连接有相位补偿电容Cc以及限流电阻Rcl；大功率运算放大器U1的运放电源正端通过并联的二极管DZ1、电容E1、电容C1接地，大功率运算放大器U1的运放电源负端通过并联的二极管DZ2、电容E2、电容C2接地。
[0014]在上述的一种多频多模调制功率超声高频系统中，换能器采用压电陶瓷将电能转换为机械能且采用圆柱形截面和可变截面交替方式进行刚性连接。
[0015]在上述的一种多频多模调制功率超声高频系统中，双极电路包括相互连接的电源单元以及变压单元，变压单元通过振动单元与输出单元连接。
[0016]一种多频多模调制功率超声及高频系统的频率调整方法，包括如下步骤：
[0017]S1：将锁存器输出地址Dm
‑
D0分割为Dm
‑
Dn以及Dn
‑
D0两部分；
[0018]S2：Dm
‑
D0与波形存储器相连，Dn
‑
D0保持空置状态；
[0019]S3：控制频率数据Fin在0
‑
2n变化。
[0020]与现有的技术相比，本专利技术的优点在于：驱动控制电路满足高效率的振动和宽松的启动带宽，多种调制波驱动下多模机械振荡，满足多频多模功率调制需求；利用换能器实现超声刀功能的同时，还可以通过双极电路实现超声高频双极功能，将超声刀和高频双极功能融合，降低了手术过程的复杂程度；驱动控制电路适用于任何特定的振动结构，在带宽频域内可无限制优化其结构。
附图说明
[0021]图1是本专利技术的波形信号发生电路的结构示意图。
[0022]图2是本专利技术的功率放大电路的结构示意图。
[0023]图3是本专利技术的驱动控制电路的结构示意图。
[0024]图4是本专利技术的方法原理图。
[0025]如图，驱动控制电路1、波形信号发生电路2、功率放大电路3、换能器4、超声手术刀5、双极电路6、单片机7、可编程模块8、12位移位寄存器81、16位移位寄存器82、16位累加器83、16位锁存器84、存储器85、频率处理模块86、转换单元9、幅值D/A转换模块91、波形高速D/A转换模块92、信号整理模块93。
具体实施方式
[0026]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步详细的说明。
[0027]如图1
‑
3所示，一种多频多模调制功率超声高频系统，包括驱动控制电路1，可以在多种工作模式下被激励，产生脉冲重复、相位、频率和幅度调制的体波激励覆盖并扫过极宽的频段。这种高频和超声波驱动在振动系统的表面和内部产生均匀的声学活动分布，同时避免产生静止波和驻波，从而使整个振动系统充分响应。驱动控制电路1具有波形信号发生电路2以及功率放大电路3，驱动控制电路1与通过换能器4与超声手术刀5连接，超声手术刀5与双极电路6连接。换能器4或超声发生器都是一种简单或混合的恒频收缩
‑
伸展振动模式。当传感器的一个或多个轴向、横向或任何其他空间维度遵循某本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多频多模调制功率超声高频系统，包括驱动控制电路(1)，其特征在于，所述的驱动控制电路(1)具有波形信号发生电路(2)以及功率放大电路(3)，所述的驱动控制电路(1)与通过换能器(4)与超声手术刀(5)连接，所述的超声手术刀(5)与双极电路(6)连接。2.根据权利要求1所述的一种多频多模调制功率超声高频系统，其特征在于，所述的波形信号发生电路(2)包括通过串口与上位机连接的单片机(7)，所述的单片机(7)与可编程模块(8)连接，所述的可编程模块(8)通过转换单元(9)输出信号。3.根据权利要求2所述的一种多频多模调制功率超声高频系统，其特征在于，所述的可编程模块(8)包括与单片机(7)连接的12位移位寄存器(81)且所述的12位移位寄存器(81)与转换单元(9)连接，所述的单片机(7)依次通过16位移位寄存器(82)、16位累加器(83)和16位锁存器(84)以及存储器(85)与转换单元(9)连接，所述的单片机(7)通过频率处理模块(86)调整16位锁存器(84)时钟信号。4.根据权利要求3所述的一种多频多模调制功率超声高频系统，其特征在于，所述的转换单元(9)包括与12位移位寄存器(81)连接的幅值D/A转换模块(91)，所述的存储器(85)连接有波形高速D/A转换模块(92)，所述的幅值D/A转换模块(91)为波形高速D/A转换模块(92)提供参考电压，所述的波形高速D/A转换模块(92)通过信号整理模块(93)输出信号。5.根据权利要求1所述的一种多频多模调制功率超声高频系统，其特征在于，所述的功率放大电路(3)包括大功率运算放大器U1，所述的大功率运算放大器U1的输入负端与电源电路连接，所述的大功率运算放大器U1的输入正端接地，所述的大功率运算放大器U1的输出端与输出电路连接。6.根据权利要求5所述的一种多频多模调制功率超声高频系统，其特征在于，所述的电源电路包括插座J1以及连...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝建超，沈贤，延浩立，刘鑫磊，岳计强，冯琪渊，
申请(专利权)人：温州医科大学附属第一医院，
类型：发明
国别省市：