CN101306228A - 电磁场与超声波复合治疗骨质疏松症的装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电磁场与超声波复合治疗骨质疏松症的装置，该装置包括电源***、由电源***供电的信号发生器、由信号发生器驱动的至少一个电磁场治疗头和超声波治疗头。本发明的电磁场发生装置能够整体治疗骨质疏松症，增强人体骨密度，改变骨组织的电和化学环境，影响和修正骨组织的生长、修复和维持；超声波发射装置辐照骨强度低或骨折部位，促进骨组织生长，缩短由于骨质疏松造成的骨伤愈合时间，提高骨不连的治愈率。应用上述从整体到局部的综合性治疗方案治疗骨质疏松症和促进骨质疏松性骨伤的康复。本发明装置使用方便，综合治疗效果好，适用各种体质和人群。

Description

电磁场与超声波复合治疗骨质疏松症的装置

技术领域

本发明涉及一种医疗器械，具体地说是一种使用低频电磁场和低强度脉冲超声波复合治疗骨质疏松症和促进骨伤愈合的装置。

背景技术

脉冲电磁场(PEMF)的生物效应是生物电磁学中最新的一个领域，生物体在PEMF的作用下可使细胞膜在原有静电位的基础上产生一个新的跨膜电位(TEP)，其大小与外场参数有关，也与膜的种类、体积、大小等参数有关。TEP的大小，持续时间及其产生的方式会直接影响细胞的膜活性，膜的通透性，染色体畸变，细胞的结构和功能变化，增殖和遗传等生物学特性。

低能量、低频电磁场对骨形成、骨吸收和骨重建的作用已趋于公认。其作用机制如下：

1、促进生长因子的合成分泌和骨生长

各种生长因子有不同的生物活性和作用，主要包括：丝裂原活性、溶骨活性以及分化作用、趋化作用，在局部成骨中起着重要作用。PEMF主要能够促进下列生长因子的合成分泌：

(1)***(IGF)，包括IGF-I和IGF-II，具有刺激成熟破骨细胞功能活性，调节骨吸收，参与骨改建的功能。Lammens在犬的截骨延长试验中发现PEMF刺激组骨痂中IGF-I的含量明显增加，骨愈合快于对照组。Fitzsimmons等发现PEMF在刺激成骨细胞增殖的同时不仅可诱导成骨细胞释放IGF-II，而且可以增加细胞膜上IGF-II受体的数目，两者共同作用促使细胞增殖。

(2)骨形态发生蛋白(BMP)，BMP的主要生物学作用是诱导未分化的间充质细胞分化为软骨和骨，即诱导成骨作用。Bodamyali给予新生鼠颅骨成骨细胞PEMF刺激，结果表明PEMF促进骨生长的同时促进BMP mRNA的转录。

(3)β-转化生长因子(TGF-β)，可刺激间充质细胞增殖分化，促进成骨和成软骨细胞增殖，诱导I型胶原、骨桥蛋白(osteopontin)和骨连接素(opteonectin)的合成。TGF-β还可以上调成骨细胞中增殖特异基因PROM-1的表达，从而调控成骨细胞的增殖。

2、促进细胞外基质合成，诱导细胞分化

PEMF通过加强表达I型胶原和I型胶原mRNA，广泛介导细胞外基质的合成。Lohmann等将人成骨样细胞MG63置于15Hz，20脉冲/s的Helmholtz线圈中，PEMF刺激使成骨细胞碱性磷酸酶(ALP)活性明显增强；2天后胶原的合成和骨钙素增加，TGF-β₁水平增高，表明PEMF可增强成骨细胞ALP的表达，促进骨钙素及胶原的合成分泌。

3、影响成骨细胞Ca²⁺含量

PEMF刺激能引起细胞内Ca²⁺含量增高，Ca²⁺增高可直接或通过激活钙调蛋白间接激活一些蛋白激酶，进而引起蛋白磷酸化作用改变细胞内一系列信号通路，将刺激信号传递至核内，引起促进细胞增殖作用。Brighton通过对骨细胞MC3T3-E1的体外培养认为，PEMF在细胞培养早期是靠促进细胞内Ca²⁺的释放来增高细胞内Ca²⁺含量，而在后期是通过激活钙调蛋白来增加细胞内Ca²⁺含量。

4、促进一氧化氮(NO)合成

PEMF刺激可以促进一氧化氮(NO)合成。NO是一种重要的骨信号分子，能介导机械刺激对骨愈合进程的影响，中等含量、缓慢释放的NO能刺激成骨细胞增殖分化，ALP活性增高。Diniz等实验证明：PEMF刺激能增加NO合成且PEMF刺激下NO的合成增加可以介导成骨系细胞的增殖分化。

5、抑制细胞缝隙连接通讯

PEMF刺激可以抑制细胞缝隙连接通讯(GJIC)。GJIC是相互接触的细胞间的一种信息通讯，参与调控细胞的增殖分化。正常组织再生及细胞增殖时GJIC是抑制的，PEMF作用抑制了GJIC的功能，从而促进细胞增殖。PEMF与细胞的初始作用点在细胞膜，PEMF作用于细胞膜上的受体，激活细胞内环腺苷酸(cAMP)***，继而触发一系列磷酸化信号放大反应，再依次活化酶***，然后由各种酶激活骨或软骨细胞产生特殊生理反应，促进细胞增殖分化。

6、对成骨细胞不同成熟阶段产生影响

Diniz等研究了PEMF(15Hz，0.7mT)对成骨细胞系MC3T3-E1不同成熟阶段细胞增殖(测定DNA含量)、分化(测定碱性磷酸酶活性)和骨样组织形成(测定矿化基质区域)的影响情况。结果表明：脉冲电磁刺激作用于成骨细胞的不同时期可以产生不同的效应，作用于成骨细胞的早期可以加速细胞增殖，促进细胞分化和骨样组织形成，后期可以加速骨组织矿化过程。

利用脉冲电磁场治疗骨质疏松是采用高能抗谐振低频变化脉冲电磁场改变人体生物电场这一原理，作用于骨细胞，促进细胞有丝***和成熟细胞的增殖来治疗骨质疏松。由于各种脉冲电磁场会使人体骨骼的场强发生变化，人体骨骼本身有一个稳定的生物电场，一旦受到外界场的刺激，打破了这个生物电场，就会使局部的生物电场发生变化，在能量和强度都可以控制的情况下，可以加速骨组织的生长，增加骨密度和骨质量。研究表明中老年人多发的骨质疏松症，经过脉冲电磁场治疗可以取得良好的临床效果。

此外，脉冲电磁场在某些先天性骨缺损、关节固定失败、骨坏死(如股骨骼无菌性坏死)、骨移植、椎体融合术、Sudeck萎缩以及顽固的肌炎、促进儿童生长发育等方面的治疗中，均有不同程度的治疗效果。

本专利发明人先前提交的中国专利CN1306869A中提到了一种非侵入式电磁场治疗骨质疏松症的方法，即提供一个电磁场发生装置。将电磁场发生装置设置在靠近患者感受性敏锐部位分布密集的区域，通过电磁场发生装置产生一个用于治疗的电磁场，使该电磁场穿过感受性敏锐部位区域，以改变全身性组织的电和化学环境，影响和修正组织的生长、修复和维持。电磁场施加于人体中诸如任脉，督脉等经络，穴位等感受性敏锐部位集中性分布区域，不仅可以增加骨矿含量，提高骨密度，而且可以显著改善骨的微观结构，提高其力学强度。

超声波是一种机械波，在生物体内传播时，通过它们之间的相互作用，可引起生物体内的功能或结构发生变化，从而引起一系列的生理效应。

超声波能够物理性地改变生物细胞，而这种机械式的改变最终导致细胞的分子学和生物化学的变化，从而改变细胞的生物功能。从声力学的角度来说，在骨折处骨骼和肌肉或骨骼和骨痂的交接面上，大量的入射辐射能量被反射回来，这将导致在生理组织中有明显的声学压力变化。通过低能脉冲超声波的机械作用，可在组织内引起的压力不超过三个大气压，每个细胞会承受很小压力变化，这种压力变化不足以引起细胞的损伤，但能使细胞产生容积运动变化，这种细微结构的压力变化，能起到细微按摩作用。能量吸收率的差异能够引发声力学流，特别是在存在大量液体的区域内很容易产生此现象。这种压力波流作用在骨折不规则的断面上，机械地刺激着成纤维细胞，成软骨细胞和成骨细胞的增殖和分化。超声波能改变细胞的形状，也能影响细胞周边的液流，从而改善细胞的养分微环境。此外，被生物机体所吸收的能量往往转变成热能，这一热能可引起局部温度变化。有些生物酶(例如胶原蛋白酶)对极小的温度变化非常敏感，因此超声波可辅助一些酶体反应。

国外报道低能量脉冲超声波(LIPUS)促进钙离子与正在分化的软骨细胞、骨细胞结合，使第二信使活性提高，腺苷酸环化酶活性增加，进而促使成骨细胞合成TGF-β增加，促进骨折愈合。相关专家通过实验发现LIPUS可促使早期软骨内细胞外基质蛋白的合成，从而影响软骨细胞成熟和软骨内骨化，进而加快骨痂形成。LIPUS不但增加蛋白合成，而且使成纤维细胞产生I型胶原增加。研究提示LIPUS也可通过增加骨痂内I、II型胶原的合成来促进骨折的愈合。一些实验研究显示通过LIPUS治疗可以增加骨折部位的血流量，而血流量增加是LIPUS促进骨折愈合的重要环节，与骨痂形成和骨量增加相一致。超声波还能加快软组织损伤的修复，增加胶原的合成，使胶原纤维排列整齐。

总之，超声波在生物机体中以高频声学压力波形式传播时，能够调节基因表达，影响第二信使的活性，加速骨折的愈合。超声波对人体的温热效应，可扩张血管，增强血液循环，加速新陈代谢，减轻疼痛，起到消炎、镇痛作用。

中国专利CN1724093A中叙述了一种利用超声波促进骨折愈合的装置，该装置采用一单片机***产生超声波信号，再经调制器调制到高频，经过高频功率放大驱动换能器产生用于治疗的超声波信号。将所述超声波发射装置设置在靠近患者疼痛部位或已发生骨折部位，通过超声波发射装置产生一个用于治疗的超声波，使该超声波辐照患者病患处，以促使骨痂周围局域的液体流动，促进骨折愈合。该装置可以加速骨折的愈合，但对于骨质疏松性骨伤患者，由于其骨密度较小，骨质量较低，愈合期较长，有可能会引起再次骨创伤。

骨质疏松最严重的并发症是骨折，其本质的原因是骨强度的下降，因而目前的骨质疏松定义更强调骨强度受损，骨强度主要是骨密度(骨量)与骨质量(包括骨转换，骨矿化，骨构造等)的综合反映。在骨质疏松症患者中，由于骨密度较小，轻微创伤就容易引起骨折，且骨折后很难愈合。在易发骨折患者群中，大多存在着骨量减少和骨质疏松，即使初始能够达到很好的复位，在愈合过程中也会因骨的质量差而出现短缩和移位。其次，有些患者骨折损伤比较严重，骨折端不稳定，单靠石膏固定很难维持对位。骨折愈合后复位质量是由骨折最初良好的复位、牢固的外固定、骨折处的骨强度、骨折的类型等因素所决定的。在骨折愈合过程中，随着软骨内骨化的进程，大量的钙质和其他离子被消耗到该进程中，就会影响周围骨骼的骨密度。

超声波治疗只适用于加速骨折患者局部的骨折愈合速度，并不能改善患者全身性的骨质疏松；而脉冲电磁场对于治疗骨质疏松有很好的疗效，但对于相当多的由骨质疏松引起的骨折患者，加速骨折愈合的疗效并不明显。

发明内容

本发明的目的在于针对上述不足提供一种利用非侵入式电磁场增强骨密度结合低能量脉冲超声波促进骨质疏松性骨伤愈合的综合治疗装置。通过电磁场发生装置整体治疗骨质疏松症，增强人体骨密度，改变骨组织的电和化学环境，影响和修正骨组织的生长、修复和维持。同时，通过超声波发射装置辐照骨强度低或骨折部位，促进骨组织生长，缩短由于骨质疏松造成的骨伤愈合时间，提高骨不连的治愈率。应用上述从整体到局部的综合性治疗方案治疗骨质疏松症和促进骨质疏松性骨伤的康复。

此外，通过非侵入式电磁场对人体作用可改变体内微循环，缓解肌肉痉挛，超声波对病患局部辐照的机械效应，温热效应及理化效应还可以起到镇痛作用，可有效缓解骨质疏松性疼痛和骨折愈合期的疼痛感。

本发明装置包括电源***、由所述电源***供电的信号发生器、由所述信号发生器驱动的电磁场治疗头和超声波治疗头。其中，信号发生器(即电磁场及超声波信号发生器)包括由单片机控制的电磁场波形发生模块和超声波波形发生模块。

所述电磁场波形发生模块包括：数模转换模块，将单片机CPU发出的驱动电磁场波形的数字信号转换成模拟信号；前置放大电路，将转换成的模拟信号隔离放大；功率放大器，将经前置放大电路隔离放大后的模拟信号进行放大，功放输出的功率信号经过电缆传输至电磁场治疗头。

所述超声波波形发生模块包括：调制器，将单片机CPU发出的超声频率的高频小信号和调制信号合成为所需脉冲信号；前置放大电路，将脉冲信号隔离放大；功率放大器，将经前置放大电路隔离放大后的脉冲信号进行放大，并经过电缆传输至电磁场治疗头。

其中，电磁场治疗头包括多组相同绕组的电感线圈，各绕组相互独立且平行排列，依次连接在一起，同名端位于同一侧，通以电流时，各绕组产生的磁场平行分布，互相叠加，在同组治疗线圈周围空间中产生基本均匀的电磁场。该电磁场发生装置可发出用于治疗的电磁场频率在0～100Hz，均匀磁场强度30高斯以内可调的电磁场。

其中，超声波治疗头包括用于发射超声波并且作用于患者局部骨骼的换能器。该超声波发射装置可发射用于治疗的超声波频率在0.8～3MHz，脉宽10μs～1ms，重复周期在50Hz～5kHz，超声波强度在10～100mW/cm²。

其中，电源***包括用于给信号发生器的数字电路供电的直流电，用于驱动前置放大电路直流电，用于驱动电磁场线圈及超声波换能器的功率放大器的直流电。上述各直流电给数字电路供电的直流电为+5V，给前置放大电路供电的直流电为±12V，给电磁场线圈及超声波换能器功率放大器供电的直流电为±25V。

本发明装置还包括与单片机相连的相关输入输出设备以及报警装置。所述输入设备可以是键盘，用于输入各种操作指令，控制信号发生器；所述输出设备可以是显示屏如采用液晶显示，用于显示各种操作指令和相关设置；所述报警装置可以是声音报警装置如蜂鸣器，可以提示无效操作或者提示治疗结束。

本发明还包括用于控制电磁场和超声波产生、放大、发射且使二者协调工作的微机***。本发明装置整体包括主机及外壳，显示、输入设备，电磁场和超声波治疗头，还包括便于医生和患者设置治疗方案及治疗参数的计算机通讯***和储存病例治疗方案的数据库***。

本发明装置一个方面，运用非侵入式电磁场作用于人体增强骨密度，将电磁场发生装置设置在靠近患者感受性敏锐部位分布密集的区域；通过电磁场发生装置产生一个用于治疗的均匀电磁场，使该电磁场穿过患者感受性敏锐部位，以改变全身性组织的电和化学环境，影响和修正组织的生长、修复和维持。电磁场施加于人体中诸如任脉，督脉等经络，穴位等感受性敏锐部位集中性分布区域，不仅可以增加骨矿含量，提高骨密度，且可以显著改善骨的微观结构，提高其力学强度。

本发明装置另一方面，运用超声波促使骨质疏松性骨伤恢复，将超声波发射装置设置在靠近患者疼痛部位或已发生骨折部位；通过超声波发射装置产生一个用于治疗的脉冲超声波，使该超声波辐照患者病患处，以促使骨痂周围局部的液体流动，使组织细胞产生容积和运动的变化，并对细胞膜形成剪切应力，改变一些离子和分子的跨膜运转，并激活细胞内的信号传导和相关活性物质的合成，加速了软骨内骨化的进程，从而促进骨折愈合。

本发明将电磁场和超声波相结合，形成了一种用于治疗骨质疏松症及促进骨质疏松性骨伤恢复的复合治疗仪。既可以在一次治疗中交替使用，从而避免单一的生物物理刺激可能引起的疲劳效应获得更好的治疗效果，又可以在一次治疗中同时使用，将两种物理刺激叠加，进一步增加疗效。在对骨质疏松治疗的同时缩短骨组织生长周期，针对由于骨质疏松造成的骨折，可加速骨折的愈合和提高愈合质量，减少或防止愈合慢或不愈合的发生。

本发明具有以下优点：

1作用于人体的电磁场及超声波为低强度，安全、无毒副作用；

2作用于人体的电磁场及超声波均为非侵入式治疗，无须手术，可避免患者由于手术带来的心理压力；

3电磁场作用于人体感受性敏锐部位，达到全身性生理调节，减轻患者疼痛感，提高骨密度，增强骨强度；

4超声波作用于人体患处或疼痛处，加速骨质疏松性骨折的愈合；

5从整体到局部，全面促进骨骼在形态学、生化和生物力学方面的恢复。

附图说明

图1：电磁场与超声波综合治疗骨质疏松的装置原理框图；

图2：***组成模块图；

图3：本发明信号发生器的一个组建实例；

图4.1：本发明的一实施例：双路电感线圈结构；

  4.2：用于驱动该实施例的双路功率放大器原理图；

图5：电磁场治疗线圈的可折叠便携式结构；

图6：超声波信号合成及超声波发射装置示意图；

图7.1：超声波治疗头的结构示意图；

  7.2：超声波治疗头的固位结构示意图：

图中，1接线端子，2治疗头，3凹槽，4耦合胶填充槽，5绷带连接孔；

图8：操作面板示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明，但不用来限制本发明的范围。

图1为本发明的装置原理图，单片机***通过以太网接口接受来自计算机发出的综合性治疗方案，或通过主机面板上液晶显示和按键操作输入治疗方案，电磁场部分参数经单片机CPU(下面简称CPU)处理后产生驱动电磁场波形的数字信号，经D/A转换后，再经过光电耦合器和放大器组成的模拟信号隔离放大电路(前置放大电路)，送入功率放大器同相端进行放大，功放输出的功率信号经过电缆传输至磁场线圈。当线圈通以电流时，即在周围空间内产生相应磁场。驱动电磁场可用正弦波，脉冲波等各类有效波形，其频率及强度均可以通过主机面板或上位机进行设置。

在磁场线圈部分设有一磁场感应模块，该模块通过磁敏电阻桥感应磁场强度及磁场变化，通过信号处理，隔离放大，A/D转换反馈给CPU，CPU通过分析反馈信号控制输出信号能量等级，从而实现闭环控制。

超声波部分参数经CPU处理后送入超声波信号发生模块，调制器将CPU发出的超声频率的高频小信号和调制信号合成为所需频段的脉冲信号，经隔离放大后送入高频功率放大器进行放大，通过射频同轴电缆输出给超声波换能器，驱动换能器发出相应的超声波信号。驱动超声波的信号频率、强度及治疗时间均可通过主机输入面板或接入上位机进行设置。同时，本发明所描述的超声波换能器是具有可逆性的换能器，即可将电信号转变为超声信号，也可接收回波超声信号，将其转变为电信号。回波信号通过回波接收处理电路反馈给CPU，可检测超声波换能器耦合程度及超声波穿越的软组织厚度，CPU通过判断分析回波信号，从而控制输出信号能量等级。

上述的单片机、D/A转换器、A/D转换器、调制器、前置放大电路以及功率放大器集成在主机内的主板上。

图2为电磁场及超声波发生***各模块及组成图。信号发生器主板具有两个主输出接口，分别用于接入电磁场治疗头及超声波治疗头。主板还具有用于接入通讯网络与上位机进行通讯的通讯接口。在主板上还接有主机操作键盘，液晶显示等输入输出设备。电源输出直流+5V、±12V、和±25V。+5V、±12V用于给信号发生器的数字电路、前置放大电路、键盘液晶模块及***散热风扇等供电。±25V用于给信号发生器驱动电磁场及超声波的功率放大器供电。

通过相关数字电路接收所输入的治疗方案及起停指令，CPU发出相应的驱动波形数字信号，通过D/A转换，放大，光耦隔离后由OPA541进行功率放大后驱动电磁线圈产生与设置参数所对应的电磁场。CPU同时发出相应超声波数字信号(高频小信号)，通过调制器合成为所需高频脉冲信号后，再经隔离放大和功率放大输出驱动超声波换能器发出相应的超声波。主板设有时钟控制治疗时间，治疗完成后所有信号停止发射，同时主板上设有一蜂鸣器自动发出声音提示治疗结束。

另外，信号发生器主板上设有以太网通讯模块，***可以通过RJ45接口与带有以太网卡的计算机通讯，计算机可以通过治疗参数设置软件设置、更改治疗参数，并与信号发生器主机通讯。同时，计算机软件备有后台数据库支持，可以查阅患者病例，治疗记录及治疗参数。

图3是一个具体的组建实例，CPU为TI公司的MSP430(16位微控制器)也可为其他高性能的微控制器。

以太网通讯部分由RTL8019及RJ45接口组成，CPU接受键盘或通过以太网上位机发出的治疗参数及其他指令。

电磁场部分：

CPU发出用于电磁场治疗波形的数字信号，经过D/A转换芯片DA5631转换为模拟信号，经过放大器(LF356)滤波放大，光耦隔离(PC817)和信号放大器(LM741)后，由功率放大器(OPA541)放大后形成驱动电磁场线圈并满足治疗参数的波形。功率放大器(OPA541)可为2路或多路，其反馈电阻采用数控电位器，由CPU给出信号控制，从而调节输出波形驱动功率大小，以调节磁场强度。

电磁场治疗头设有磁场感应模块，感应电流经隔离放大，A/D转换后反馈给CPU进行处理。

超声波部分：

CPU发出超声频率的高频小信号和调制信号，经调制器(74LS08高速与门)合成为所需脉冲信号，经前置放大(AD8684)，光耦(PC957高速光耦)隔离，信号放大(AD8868)和功率放大(OP179)后输出用于驱动超声治疗头的脉冲超声波形。

反馈部分经隔离放大，回波鉴相电路反馈给CPU进行处理。

图4.1为本发明的一实施例：双路电感线圈结构。本实施例将多组电感线圈分为两路，便于适应分体或折叠式结构，也便于针对身体不同部位治疗需要调节两部分治疗头输出电磁场的强弱。

图4.2为驱动该双路电感线圈的双路功率放大器电路结构。该电路采用双路功率放大器结构，功放的反馈电阻采用数控电位器，通过CPU控制电位器阻值以分别调节两路输出能量大小，两组功放的输出通过线缆分别接两路电感线圈，同时驱动两路线圈产生均匀电磁场。该电路增加了放大功率及输出精度，减小了功放的发热量，同时也方便调节针对身体不同部位作用的电磁场强弱。例如：在应用电磁场对患者脊柱辐照治疗过程中，靠近腰椎部分线圈组场强可设置为60％，靠近头部及颈部的线圈组场强可设置为40％。

图5为电磁场治疗线圈的可折叠便携式结构。每组线圈由绝缘壳体结构包裹，线圈绕组缠绕在特定骨架上，该特定骨架可以镶嵌在壳体结构中，各组线圈通过每个壳体的过孔由导线相连。线圈组***由软材料包裹，可由帆布等材料缝合。其边缘接口处用于接入电缆与主机相连。该线圈组可以折叠，方便铺于床上或座椅，为便于携带还可以折叠后置于袋中。

图6超声波信号合成及超声波发射装置示意图。由CPU发出高频小信号1和调制信号2，通过调制器合成为所需脉冲超声波序列3，经光耦隔离后，通过功率放大器输出驱动超声波换能器发出超声波。反馈信号经光耦隔离和放大后反馈给CPU进行处理。

图7.2为超声波治疗头的固位结构，超声波治疗头固位结构设有一带固定凹槽3的底座，底座上具有绷带连接孔5，用于连接绷带，凹槽底部与皮肤接触面设有耦合胶填充槽4，治疗时将绷带捆绑于患处，将超声波治疗头2(图7.1)旋入凹槽3，直至治疗头顶部接触到耦合胶。同时治疗头上设有一卡槽结构，当治疗头全部旋转入底座固定端时，卡槽可卡紧治疗头使之不易松动，同时也确定了治疗头上超声换能器的位置。超声波治疗头所带有的超声换能器是同时具有发射和接收功能的超声波换能器，当超声波发射测试信号时同时接收返回信号反馈给主机用于检测超声波耦合程度以及患者软组织厚度，从而达到闭环控制超声功率的目的。

图8为主机操作面板，其中包括接入电磁场治疗头的端子，接入超声波治疗头的端子。液晶显示用于显示治疗方案及调节治疗参数。电磁场调节部分，用于调节电磁场强度，频率，治疗时间，开始治疗及暂停，及5种治疗方案的选择。超声波调节部分用于调节治疗超声波的强度，频率，治疗时间，开始及暂停。其他部分按键为主机电源，开始/停止治疗，主机复位，及数字输入按键。数字输入部分用于输入所要调节的强度百分比，频率及治疗时间等数字参数。旋钮A用于数字参数设置，顺时针旋转增大，逆时针旋转减小，下压确认。旋钮B用于调节主机面板上液晶显示亮度。

本发明的装置适用范围广，既适用于普通骨质疏松患者治疗骨质疏松，又适用于因骨质疏松症造成骨折的患者，帮助其恢复骨折，进而全面治疗其骨质疏松。本发明装置工作于一个统一的操作界面下，方便针对骨质疏松患者制定个性全面治疗方案。此外，将电磁场和超声波发生装置整合在一个高性能单片机***里，利用控制软件控制，既提高了治疗效果又降低了成本，缩小了体积。本发明装置即可应用于医院大中型理疗设备，也可集成小型化，方便家庭使用。

Claims (10)

1、一种用于治疗骨质疏松症的装置，包括电源***，其特征在于该装置还包括由所述电源***供电的信号发生器、由信号发生器驱动的至少一个电磁场治疗头和超声波治疗头。

2、如权利要求1所述的装置，其特征在于所述信号发生器包括单片机以及由单片机控制的电磁场波形发生模块和超声波波形发生模块，所述电磁场波形发生模块包括：

数模转换模块，将单片机CPU发出的驱动电磁场波形的数字信号转换成模拟信号；

前置放大电路，将转换成的模拟信号隔离放大；

功率放大器，将经前置放大电路隔离放大后的模拟信号进行放大，功放输出的功率信号经过电缆传输至电磁场治疗头；

所述超声波波形发生模块包括：

调制器，将单片机CPU发出的超声频率的高频小信号和调制信号合成为所需脉冲信号；

前置放大电路，将脉冲信号隔离放大；

功率放大器，将经前置放大电路隔离放大后的脉冲信号进行放大，并经过电缆传输至超声波治疗头。

3、如权利要求1所述的装置，其特征在于所述信号发生器还具有计算机通讯端口。

4、如权利要求1所述的装置，其特征在于该装置还包括用于固定超声波治疗头的底座，所述底座上设有凹槽和绷带，凹槽底部与皮肤接触面设有耦合胶填充槽。

5、如权利要求2所述的装置，其特征在于所述的电磁场治疗头包括多组磁场线圈，在磁场线圈部分设有磁场感应模块，该模块通过磁敏电阻桥感应磁场强度及磁场变化，通过信号处理，隔离放大，A/D转换反馈给单片机CPU，单片机CPU通过分析反馈信号控制输出信号能量等级。

6、如权利要求2所述的装置，其特征在于所述的超声波治疗头包括超声波换能器，所述超声波换能器能够接收回波超声信号，将其转变为电信号，并通过回波接收处理电路反馈给单片机CPU，单片机CPU通过分析回波信号控制输出信号能量等级。

7、如权利要求5所述的装置，其特征在于该装置包括两个独立工作的电磁场治疗头。

8、如权利要求5所述的装置，其特征在于所述的多组电磁场线圈为可折叠式结构，每组线圈由绝缘壳体结构包裹，线圈绕组缠绕在特定骨架上，该特定骨架镶嵌在壳体结构中，各组线圈通过每个壳体的过孔由导线相连。

9、如权利要求1～8之任一项所述的装置，其特征在于电磁场治疗头的电磁场频率在0～100Hz，磁场强度0～30高斯。

10、如权利要求1～8之任一项所述的装置，其特征在于超声波治疗头的超声波频率在0.8～3MHz，脉宽10μs～1ms，重复周期在50Hz～5kHz，超声波强度在10～100mW/cm²。

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