CN105213174B - 一种微波针灸治疗仪 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种微波针灸治疗仪，其包括：信号源，用于产生微波信号；辐射器，用于将微波信号发射到患者治疗部位；温度传感器，用于检测辐射器对准患者治疗部位一端的温度；控制器，用于控制微波信号输出功率及辐射器发射微波到患者治疗部位的治疗温度；直流工作电源，用于提供各部件工作电源。使用本发明的微波针灸治疗仪，一方面由于信号源采用了固态源，保证了信号更加稳定，同时，微波输出的功率最大不超过3W，采用特殊设计的辐射器，将微波发射在人体穴位上达到治疗效果；另一方面，该微波针灸治疗仪实现了温度自动调控，在减少人工操作的同时可避免患者被烫伤，而通过对输出微波波形的调制，模拟传统针灸的提捻等手法，更大提升治疗效果。

Description

一种微波针灸治疗仪
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种微波针灸治疗仪。
背景技术
微波针灸治疗仪是利用集束微波能量向人体穴位发送高频电磁波，应用微波的非热效应与热效应治疗多种疾病的一种医疗仪器，其应用范围十分广泛。它产生的热效应具有效率高，穿透力强的特点，这是红外、短波、超短波的致热所无法比拟的。
微波针灸治疗仪是集微波技术、传感器、自动控制、计算机软件和硬件高科技技术，以及传统的针灸技术为一体，是一种安全、方便、有效的治疗方法。目前，常规的微波治疗仪主要由微处理器、高压开关电源、磁控管、线性电源、微波电缆、探头、传感器等几部分组成。其中微处理器用来控制整个***的正常运行。脉宽调制式高压开关电源产生磁控管所需的高压，通过对高压直流电流的反馈控制，来稳定磁控管的输出功率，线性电源则提供稳定的直流电压给灯丝供电。磁控管采用医疗专用磁控管，微波电缆用来传输微波，探头作用于病人患部组织进行治疗。传感器用来检测磁控管的输出功率以及进行温度控制。其中磁控管是微波治疗仪的核心部件，它是微波的发射源，磁控管决定了微波治疗仪的工作频率、输出功率，磁控管的优劣直接决定了仪器的性能。
但是，目前市场上使用的微波治疗仪输出功率均在30W～1000W之间，普遍存在的一个主要缺点是辐射器作用于人体的温度不稳定容易导致人体损伤且会影响到治疗效果。
因此，为了保障患者在治疗过程中的安全性以及有效性，急需提出一种能够更好控制温度的微波治疗仪。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提出了一种微波针灸治疗仪。
(二)技术方案
本发明提出的微波针灸治疗仪包括：信号源，用于产生微波信号；辐射器，用于将微波信号辐射到患者治疗部位；温度传感器，用于检测辐射器对准患者治疗部位一端的温度；控制器，用于控制微波信号输出功率及辐射器的治疗温度；直流工作电源，用于提供各部件工作电源。
优选地，所述信号源进一步包括数字振荡器、功率放大器、锁相环反馈器，数字振荡器用于产生所需微波频率，功率放大器用于将该微波信号进行功率放大，锁相环反馈器对功率放大器输出的信号进行自动调节，以确保输出频率与功率的稳定。
优选地，数字振荡器产生的微波频率在500MHz～900MHz之间。
优选地，经功率放大器放大后的微波信号功率不超过3W。
优选地，辐射器进一步包括发射头，其一端设置在外壳上，另外一端与高频同轴电缆的内导体连接，用于发射微波，发射的微波用于进入患者体内穴位起到针灸的治疗作用；电缆芯，其一端连接辐射器的发射头，另一端连接信号源的输出端，用于将微波从信号源传输到发射头上；微波信号电缆，其一端连接到温度传感器，另一端连接到控制器，用于将采集到的患者治疗部位的温度信息反馈到控制器。
优选地，所述温度传感器设置于辐射器的发射头的顶部，用于采集辐射器发射微波到患者治疗部位的治疗温度信息，并通过信号电缆连接到控制器。
优选地，所述控制器根据温度传感器采集的温度信息，通过调整微波波形的占空比来调整微波治疗仪的输出功率。
优选地，所述控制器还用于在不同的微波波形之间进行切换，所述微波波形至少包括连续波、脉冲波、正弦波与三角波中的一种或多种。
优选地，该治疗仪进一步包括温度调节器，其上设置有温度调节按钮或者触控按钮，用于仪器使用者或患者根据自己的体感设置或调节该按钮，温度调节器的信号传送到控制器，进而通过控制器自动控制治疗仪的治疗温度。
优选地，该治疗仪还包括一控制面板，其上设置有操作按钮，操作按钮进一步包括电源开关按钮、治疗模式设置按钮、预置治疗温度按钮，在操作面板上还设置有显示屏。
(三)有益效果
使用本发明的微波针灸治疗仪，一方面由于信号源采用了固态源，保证了信号更加稳定，同时，微波输出的功率最大不超过3W，采用特殊设计的辐射器，将微波发射在人体穴位上达到治疗效果；另一方面，该微波针灸治疗仪实现了温度自动调控，在减少人工操作的同时可避免患者被烫伤，而通过对输出微波波形的调制，模拟传统针灸的提捻等手法，更大提升治疗效果。
附图说明
图1是本发明微波针灸治疗仪的结构框图。
图2是本发明信号源的结构框图。
图3是本发明微波针灸治疗仪的辐射器的结构图。
图4是本发明微波针灸治疗仪输出的连续波微波波形图。
图5是本发明微波针灸治疗仪输出的三角波微波波形图。
图6是本发明微波针灸治疗仪输出的脉冲波微波波形图。
图7是本发明微波针灸治疗仪输出的正弦波微波波形图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
图1为本发明的微波治疗仪的结构框图。参照图1，本发明的微波针灸治疗仪包括直流工作电源110，信号源120，辐射器130，温度传感器140、控制器150和操作面板160。
直流工作电源110与信号源120相连接，用于为微波针灸治疗仪提供电源。
信号源120用于产生微波信号。根据本发明，信号源120使用微波固态信号发生器。图2为本发明信号源的结构框图。参照图2，信号源120进一步包括数字振荡器、功率放大器、锁相环反馈器。数字振荡器用于产生所需要的微波频率，微波频率最好在500MHz～900MHz的范围内，功率放大器用于将该微波信号进行功率放大，但最大不超过3W，锁相环反馈器对功率放大器输出的信号进行自动调节，以确保输出频率与功率的稳定。信号源采用固态信号发生器，与传统的信号发生器(晶体管震荡发生器)以及磁控管有显著区别，固态信号发生器输出频率稳定，并且输出功率稳定，不会因为工作电压的变化产生频率漂移，也不会因工作温度变化产生输出功率漂移，高频信号转换效率大幅提高。
辐射器130用于将微波信号发射到人体相关穴位上。根据本发明，辐射器将不到3W的微波信号(微波束)发射到人体相关穴位上，透热深度5～7cm，从而实现传统的针、灸的治疗效果。
图3是辐射器的结构图。参照图3，辐射器130进一步包括：外壳，用于对辐射器的其他部件进行封装。发射头，其一端设置在外壳上，另外一端与高频同轴电缆的内导体连接，用于发射微波，发射的微波用于进入患者体内穴位起到针灸的治疗作用；线路板，通过与发射头、反射板以及辐射器外壳构成集束微波辐射器，线路板用于固定电路元件并按照电路将各电路元件连接起来。电缆芯，其一端连接辐射器的发射头，另一端连接微波信号源的输出端，用于将微波从信号源传输到发射头上。微波传输电缆，其一端连接信号源，另一端连接辐射器，用于将微波从信号源传输到辐射器上，向患者体内发射微波，该同轴电缆优选使用低损耗的1.8高频同轴电缆。信号电缆，其一端连接到温度传感器，另一端连接到控制器，用于将采集到的患者治疗部位的温度信息反馈到控制器，通过控制器智能控制信号源的微波输出功率大小，实现治疗温度的自动控制。反射板，被设置在与电路板相对的位置，用于对微波进行反射；第一焊接头，用于连接发射头和电缆芯。第二焊接头，作为电缆芯与微波传输电缆之间的连接点。微波连接器，其一端与微波传输电缆连接，另一端连接信号源。
温度传感器140，用于采集辐射器发射头上与人体接触的一端的温度，并将采集的温度信息传送到控制器150。温度传感器140可以选用OMEGA快速响应的TH44000系列温度传感器，应用高频电磁波抗干扰测温技术，将温度传感器140置于辐射器发射的电磁场弱场区使得温度测量与实时自动控制得以实现。在该微波针灸治疗仪使用过程中，医护人员或者患者预先通过操作面板设置治疗温度。例如，在治疗仪使用前设置的治疗温度是38度，设置的阈值是正负0.5摄氏度。当温度传感器140采集到的温度超过38.5摄氏度时，控制器150就会控制信号源120发射信号的占空比来降低输出功率，从而降低辐射器130的发射功率，进而降低治疗温度到设置温度值。当温度传感器140采集到的温度低于37.5摄氏度时，控制器150就会控制信号源120发射信号的占空比来增加辐射器的输出功率，从而提高辐射器130的发射功率，进而提高治疗温度到设置温度值。通过这种实时反馈调整方式，使得辐射器130的温度始终自动控制在阈值范围内。
本发明的微波针灸治疗仪因为设置有温度传感器140，可以实现温度自动调控，所以在患者使用该设备时，通过温度自动调控避免烫伤，无需医护人员进行实时看护。
但是，由于不同的患者对温度的耐受力是不同的。例如，微波针灸治疗仪在使用过程中，治疗温度应该设置在35―42摄氏度之间，可能有的患者仅能够耐受35度，而有的患者可以耐受42度，因为在此温度范围内，温度越高，治疗效果越好，所以通常在使用微波针灸治疗仪时，开始的温度设置的会比较高。如果患者感觉到预先设置的温度太高或者太低，可以通过控制面板160重新设置。但是，通常控制面板160的操作对于例如老人这样的群体来说，操作过于复杂，很难做到当感觉到温度过高或过低时迅速调整温度。
所以，作为本发明的进一步的改进，除控制面板160之外，在微波针灸治疗仪上，可以另外设置一温度调节器170，该温度调节器170与温度传感器140和控制器150进行连接，可以接收温度传感器发送的实时温度信息，并且可以设置该微波针灸治疗仪的工作温度。该温度调节器可以做成手握式，在使用过程中患者可以将其拿在手上。温度调节器170上设置有显示屏和操作按钮。显示屏上显示两个温度信息，其中一个是预先通过控制面板160设置的工作温度，另一个是来自温度传感器140检测到的温度信息。操作按钮可以设置在触摸屏上，也可以设置为机械按钮。例如设置两个按钮，一个用于提高温度，一个用于降低温度。如果患者感觉到温度太高，可以通过降温按钮降低温度，例如按一下，温度降低0.1摄氏度。通过温度调节器170设置的温度信息被控制器150接收以后，控制器150将该温度设置为新的工作温度，在此基础上重新确定温度调节阈值。
控制器150用于根据温度传感器140反馈的温度，控制信号源120的工作占空比。控制器150进一步包括治疗模式切换装置、波形设置装置、存储装置和数模转换装置。治疗模式切换装置，用于切换治疗模式，治疗模式例如可以是温度优先模式，该模式由使用者或患者预先设置治疗温度，此温度值是确保治疗过程中不会产生患者治疗部位烫伤的安全温度阈值(例如42摄氏度)以下，本模式适用于热敏感性差的患者，本微波针灸治疗仪通过辐射器上的温度传感器采集到的实时温度信息反馈到控制器与预置治疗温度比较后向信号源送出控制信号，调整信号源的微波输出功率，从而实现自动控制治疗温度；治疗模式也可以是功率优先模式，本模式适用于热敏感性好的患者，使用者或患者预先设置治疗仪输出功率值，患者根据自身体感以温热为宜调节输出功率大小，此时本微波针灸治疗仪辐射器上的温度传感器采集的温度信息仅作为监测温度值，不起控制微波输出功率大小的作用，但安全温度阈值(例如42摄氏度)在此模式下转换为关断微波输出功能，以确保治疗过程不发生烫伤事故。波形设置装置用于生成不同波形的微波，不同波形的微波的治疗效果是不同的，例如可以分别模仿传统针灸提、捻的“针”的手法。微波波形可以是连续波输出模式、脉冲波脉宽调制模式、正弦波与三角波等输出模式，振幅为0.5W～3W，脉宽调制0.1毫秒～5秒，周期为2秒～10秒。存储装置用于对信息进行存储。数模转换装置用于实现对输入、输出数据的数字/模拟转换功能。
操作面板160用于对该微波针灸治疗仪进行操作。其上设置有操作按钮，包括电源开关按钮、治疗模式设置、预置治疗温度，并且在操作面板160上还设置有显示屏，可以显示温度、治疗曲线等信息。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种微波针灸治疗仪，其包括：
信号源，用于产生微波信号；
辐射器，用于将微波信号发射到患者治疗部位；
微波传输电缆，其一端连接信号源，另一端连接辐射器，用于将微波从信号源传输到辐射器上，向患者体内发射微波；
温度传感器，用于检测辐射器对准患者治疗部位一端的温度；
控制器，用于控制微波信号输出功率以及辐射器发射微波到患者治疗部位的治疗温度；
直流工作电源，用于提供各部件工作电源；
其中，所述信号源为固态信号发生器，所述信号源进一步包括数字振荡器、功率放大器、锁相环反馈器，其中数字振荡器用于产生所需微波频率，所述微波频率在500MHz～900MHz之间，功率放大器用于将该微波信号进行功率放大，经功率放大器放大后的微波信号功率不超过3W，锁相环反馈器对功率放大器输出的信号进行自动调节，以确保输出频率与功率的稳定；
所述辐射器包括：
外壳，用于对辐射器的除外壳外的其他部件进行封装；
发射头，其一端设置在外壳上，另外一端与高频同轴电缆的内导体连接，用于发射微波，发射的微波用于进入患者体内穴位起到针灸的治疗作用；
反射板，被设置在与电路板相对的位置，用于对微波进行反射，线路板，与发射头、反射板以及外壳构成集束微波辐射器，线路板用于固定电路元件并按照电路将各电路元件连接起来；
电缆芯，其一端连接辐射器的发射头，另一端连接信号源的输出端，用于将微波从信号源传输到发射头上；
微波信号电缆，其一端连接到温度传感器，另一端连接到控制器，用于将采集到的患者治疗部位的温度信息反馈到控制器，所述控制器根据温度传感器采集的温度信息，通过调整微波波形的占空比来调整微波治疗仪的输出功率，实现治疗温度的自动控制；
第一焊接头，用于连接发射头和电缆芯；
第二焊接头，作为电缆芯与微波传输电缆之间的连接点；
所述温度传感器设置于辐射器的发射头的顶部，即置于辐射器发射的电磁场弱场区，用于采集辐射器发射微波到患者治疗部位的治疗温度信息，并通过信号电缆连接到控制器，实现温度测量与实时自动控制；
所述微波针灸治疗仪进一步包括微波连接器，其一端与微波传输电缆连接，另一端连接信号源；
所述控制器包括：治疗模式切换装置、波形设置装置、存储装置和数模转换装置，其中：
所述治疗模式切换装置用于切换治疗模式；
所述波形设置装置用于生成不同波形的微波，并在不同的微波波形之间进行切换，所述微波波形包括连续波和/或脉冲波；
所述存储装置用于对信息进行存储；
所述数模转换装置用于实现对输入、输出数据的数字/模拟转换功能。
2.根据权利要求1所述的微波针灸治疗仪，其特征在于，该治疗仪进一步包括温度调节器，其上设置有温度调节按钮或者触控按钮，用于仪器使用者根据自己的体感设置或调节该按钮，温度调节器的信号传送到控制器，进而通过控制器自动控制治疗仪的治疗温度。
3.根据权利要求1-2任一项所述的微波针灸治疗仪，其特征在于，该治疗仪还包括一控制面板，其上设置有操作按钮，操作按钮进一步包括电源开关按钮、治疗模式设置按钮、预置治疗温度按钮，在操作面板上还设置有显示屏。
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