一種基于計算機控制的低頻低功率超聲治療儀的設計與實現

張 亮，孫義新，宋 晨，田 亮，付 建

0 引言

超聲治療惡性實體腫瘤技術是近年來興起的一種非侵入性治療腫瘤的新技術[1]，利用超聲進行腫瘤治療的相關儀器已應用于臨床研究[2-7]。但是在臨床使用中，超聲換能器的機械結構特點易造成溫漂、頻漂，影響超聲功率的穩定輸出。為了克服此項缺點，主要的解決辦法為改善超聲換能器的機械結構來減小溫漂、頻漂，但由于超聲換能器機械加工的精度要求高，超聲輸出造成超聲換能器的溫漂、頻漂很難克服，因此，為了保持穩定的超聲輸出，研發具有自調整功能的超聲信號發生系統是關鍵[8]。超聲治療儀器在使用過程中缺少對治療患者的信息記錄、存儲管理的功能，不方便醫生進行患者信息的查閱和根據查閱信息制定治療方案，因此，影響了臨床的治療效果。本研究設計的基于計算機控制的低頻低功率超聲治療儀為腫瘤治療提供了一種新型儀器，方便醫生查閱患者治療的歷史信息，并且通過數字頻率發生器與自適應負載技術，超聲功率輸出穩定，臨床治療操作簡便。

1 系統簡介

該低頻低功率超聲治療儀由計算機、主機、超聲換能器組成，系統結構如圖1所示。其中，主機由單片機、數字信號發生電路、驅動電路、功放電路、信號取樣電路組成。單片機控制數字頻率發生電路產生穩定的超聲頻率信號，信號經前置驅動電路和功放后輸出到換能器，反饋電路取得反饋值，改變發送頻率。超聲換能器在工作中由于溫升頻漂，易造成超聲輸出功率降低。……