聚焦超声治疗仪液冷散热系统的制作方法

本实用新型涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种聚焦超声治疗仪液冷散热系统。

背景技术：

聚焦超声治疗仪应用于治疗人体浅表组织病变，将中心频率10mhz的超声波能量通过凹面换能器聚焦于一个点，利用超声波的机械效应、热效用和空化效用综合作用杀灭病变组织细胞活性，达到治疗的临床目的。

要达到对小器官小病灶的精准定位治疗，要求超声换能器直径不能太大，一般直径限制在8-12mm之间，最大输出声功率≥5w，治疗工作中，在小面积的陶瓷换能器上会产生大量的热能，如果不采用有效的强制液冷，换能器会短时间过热损坏。

如图1所示，已有的聚焦超声液冷散热系统由散热水箱、冷却水泵和管路组成简易液冷散热系统，冷却水泵受mcu控制开启，将冷却液泵入治疗头流经超声换能器将热量带走进行冷却。

已的聚焦超声液冷散热系统具有以下技术缺陷：

1、水箱中的冷却液需定期要更换，原有技术无程序控制的换水装置要考人工倒掉水箱中的水然后用容器加注，这样就造成以下问题：

1.1、换水操作过程繁琐，增加医务人员工作量，换水过程容易产生二次污染；

1.2、水箱必须外置裸露，以便观察液面高度，容易受到外界影响，如光照、滋生微生物等引起水质变坏；

1.3、人为因素忘记定期更换，造成冷却液变质后仪器继续运行。

2、无冷却液流量实时监测，故障停机保护功能，当循环泵出现故障或管路堵塞造成冷却液循环不畅影响散热时，设备继续运行会损坏设备，严重者可能对患者身体造成烫伤。

3、仪器关机后治疗头管路中的冷却液无法排除，在更换一次性灭菌治疗头套时管路中的冷却液会渗出污染已经灭菌处理的头套。

4、冷却水箱没有液位实时检测提示功能，需人工观察液位缺水时再进行人工添加，因此有可能因为人的疏忽在缺少冷却液时继续治疗工作引起散热不良损坏仪器。

5、没有冷却液路切换功能，当仪器配置多种不同用途的治疗头需更换治疗头时，只能人工拔插连接器更换，造成医务人员工作量增加并且容易造成连接器损坏缩短仪器使用寿命。

综上，现有技术中的聚焦超声液冷散热系统不具有程序控制的自动换水功能、无水箱液位监测提示功能、无更换头套自动排水功能、无液路循环状态监测提示功能以及不能实现多治疗头循环液路自动切换。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的是提出一种聚焦超声治疗仪液冷散热系统，旨在降低用户的工作强度，提升液冷散热系统运行的可靠性和安全性。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种聚焦超声治疗仪液冷散热系统，包括：冷却水箱、液位监测单元、给排水单元、流量监测单元、冷却液路切换单元、至少两组冷却液路单元、mcu，其中，所述冷却水箱用于存储冷却液，所述液位监测单元安装于所述冷却水箱上，用于监测所述冷却液的液面高度，所述流量监测单元用于监测所述冷却液的流量，所述冷却液切换单元用于切换所述两组冷却液路单元，以对对应的超声治疗头进行冷却，或者排出对应的冷却液路单元中的冷却液，所述给排水单元、流量监测单元分别与所述冷却水箱连接，所述冷却液路切换单元分别与所述冷却液路单元的进口端、所述流量监测单元连接，所述冷却液路单元的出口端与所述冷却水箱连接，所述液位监测单元、给排水单元、流量监测单元、冷却液路切换单元分别与所述mcu连接。

本实用新型进一步的技术方案是，所述液位监测单元包括安装于所述冷却水箱上端的第一液位传感器、安装于所述冷却水箱下端的第二液位传感器，所述第一液位传感器、第二液位传感器分别与所述mcu连接。

本实用新型进一步的技术方案是，所述第一液位传感器和第二液位传感器为超声波传感器或者红外传感器。

本实用新型进一步的技术方案是，所述给排水单元包括：给排水泵、第一给排水切换电控三通阀、第二给排水切换电控三通阀，所述第一给排水切换电控三通阀的公共端连接于所述冷却水箱的下端管路，所述第一给排水切换电控三通阀的a端分别与所述给排水泵的进口端、所述第二给排水切换电控三通阀的b端连接，所述述第一给排水切换电控三通阀的b端分别与所述给排水泵的出口端、所述第二给排水切换电控三通阀的a端连接，所述第二给排水切换电控三通阀的公共端外接排水管，所述给排水泵、第一给排水切换电控三通阀、第二给排水切换电控三通阀分别与所述mcu连接。

本实用新型进一步的技术方案是，所述流量监测单元包括流量传感器，所述流量传感器的一端连接于所述冷却水箱的下端管路，另一端与所述冷却液路切换单元连接，所述流量传感器还与所述mcu连接。

本实用新型进一步的技术方案是，所述冷却液路切换单元包括吸气电控三通阀、液路流向切换电控三通阀、冷却水泵，所述吸气电控三通阀的a端与所述流量传感器的另一端连接，公共端与所述冷却水泵的进口端连接，所述冷却水泵的出口端与所述液路流向切换电控三通阀的公共端连接，所述液路流向切换电控三通阀的b端与所述两组冷却液路单元中的第一组冷却夜路单元的进口端连接，a端与所述两组冷却液路单元中的第二组冷却夜路单元的进口端连接，所述第一组冷却夜路单元的出口端、所述第二组冷却夜路单元的出口端分别连接于所述冷却水箱的上端管路。

本实用新型进一步的技术方案是，所述冷却液位洁净蒸馏水。

本实用新型进一步的技术方案是，所述冷却水箱的制作材料为塑料或者玻璃材质。

本实用新型进一步的技术方案是，还包括与所述mcu连接的屏幕显示器、报警器。

本实用新型进一步的技术方案是，还包括机箱，所述冷却水箱安装于所述机箱内。

本实用新型聚焦超声治疗仪液冷散热系统的有益效果是：

1、本实用新型通过在冷却循环管路中增加流量传感器可以实现对液冷散热条件的实时监控，提升仪器可靠性，减小患者手术过程中的风险；

2、通增加更换治疗头套管路排水功能可以降低医生的工作强度，减低一次性治疗头套受到二次污染的概率；

3、通过增加循环液路电控切换功能(冷却液路切换单元)实现了多个治疗头一键轻松切换，极大减低了医生的工作强度，有效防止因频繁拔插治疗头对仪器连接器造成损坏；

4、通过增加非接触式液位传感器的使用可以实时监测液位的状态，提升仪器运行的安全性和可靠性；

5、通过增加冷却水箱自动给排水功能(给排水单元)减轻了医生的工作强度，可以对换冷却液的数量和时间进行精确控制，提升仪器的智能化和运行安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1是现有技术中简易液冷散热系统的结构示意图；

图2是本实用新型聚焦超声治疗仪液冷散热系统较佳实施例的结构示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参照图2，本实用新型提出一种聚焦超声治疗仪液冷散热系统，本实用新型应用于聚焦超声治疗仪超声换能器液冷散热。图2是本实用新型聚焦超声治疗仪液冷散热系统较佳实施例的结构示意图。

如图2所示，本实施例中，该聚焦超声治疗仪液冷散热系统包括冷却水箱1、液位监测单元、给排水单元、流量监测单元、冷却液路切换单元、至少两组冷却液路单元、mcu，其中，冷却水箱1用于存储冷却液，液位监测单元安装于冷却水箱1上，用于监测冷却液的液面高度，流量监测单元用于监测冷却液的流量，冷却液切换单元用于切换两组冷却液路单元，以对对应的超声治疗头进行冷却，或者排出对应的冷却液路单元中的冷却液，给排水单元、流量监测单元分别与冷却水箱1连接，冷却液路切换单元分别与冷却液路单元的进口端、流量监测单元连接，冷却液路单元的出口端与冷却水箱1连接，液位监测单元、给排水单元、流量监测单元、冷却液路切换单元分别与mcu连接。

其中，液位监测单元包括安装于冷却水箱1上端的第一液位传感器2、安装于冷却水箱1下端的第二液位传感器3，第一液位传感器2、第二液位传感器3分别与mcu连接。

第一液位传感器2和第二液位传感器3可以采用超声波传感器或者红外传感器等非接触式水位计。

进一步的，本实施例中，给排水单元包括：给排水泵4、第一给排水切换电控三通阀5、第二给排水切换电控三通阀6，第一给排水切换电控三通阀5的公共端连接于冷却水箱1的下端管路，第一给排水切换电控三通阀5的a端分别与给排水泵4的进口端、第二给排水切换电控三通阀6的b端连接，述第一给排水切换电控三通阀5的b端分别与给排水泵4的出口端、第二给排水切换电控三通阀6的a端连接，第二给排水切换电控三通阀6的公共端外接排水管，给排水泵4、第一给排水切换电控三通阀5、第二给排水切换电控三通阀6分别与mcu连接。

进一步的，本实施例中，流量监测单元包括流量传感器7，流量传感器7的一端连接于冷却水箱1的下端管路，另一端与冷却液路切换单元连接，流量传感器7还与mcu连接。

进一步的，本实施例中，冷却液路切换单元包括吸气电控三通阀8、液路流向切换电控三通阀9、冷却水泵10，吸气电控三通阀8的a端与流量传感器7的另一端连接，公共端与冷却水泵10的进口端连接，冷却水泵10的出口端与液路流向切换电控三通阀9的公共端连接，液路流向切换电控三通阀9的b端与两组冷却液路单元中的第一组冷却夜路单元的进口端连接，a端与两组冷却液路单元中的第二组冷却夜路单元的进口端连接，第一组冷却夜路单元的出口端、第二组冷却夜路单元的出口端分别连接于冷却水箱1的上端管路。

进一步的，本实施例中，冷却液位洁净蒸馏水。冷却水箱1的制作材料为塑料或者玻璃材质。

进一步的，本实施例中，该聚焦超声治疗仪液冷散热系统还包括与mcu连接的屏幕显示器、报警器。

进一步的，本实施例中，该聚焦超声治疗仪液冷散热系统还包括机箱，冷却水箱1安装于机箱内。

以下对本实用新型聚焦超声治疗仪液冷散热系统的结构和工作原理做进一步的详细阐述。

本实施例中，该聚焦超声治疗仪液冷散热系统包括冷却水箱1、第一液位传感器2、第二液位传感器3、流量传感器7、冷却水泵10、吸气电控三通阀8、液路流向切换电控三通阀9、第一给排水切换电控三通阀5、第二给排水切换电控三通阀6、给排水泵4、第一组冷却夜路单元、第一组冷却夜路单元，其结构示意图如图1所示。

本实施例中，冷却水箱1粗存冷却液，用于循环冷却超声换能器晶片。本实施例中，该冷却水箱1材质采用塑料或玻璃材质，冷却液采用洁净蒸馏水。冷却水箱1采用半封闭式结构，通过管路与外部连接，无大面积开口，减缓微生物进入，水箱放置在仪器机箱内部避免阳光直射使水质过早变质。

第一液位传感器2和第二液位传感器3采用非接触式水位传感器，依托超声波或红外光对液面进行监测。监测信号通过mcu接受处理，判断液面的高度并在仪器屏幕显示器实时显示。

流量传感器7用于监测冷却液循环流量大小，当水泵故障、管路堵塞等原因造成冷却液流量异常时，mcu通过仪器屏幕显示器的显示界面提示，通过报警器报警，并强制聚焦超声治疗仪停止工作。只有在mcu实时读取的流量传感器7的数据流量在正常范围时，才允许聚焦超声治疗仪发射超声波。

冷却水泵10受mcu控制开启，将冷却液循环泵入超声治疗头对超声换能器进行散热，冷却水泵10可以采用气液混合泵可泵吸气体也可泵吸液体。

吸气电控三通阀8、液路流向切换电控三通阀9、第一给排水切换电控三通阀5、第二给排水切换电控三通阀6，采用电磁吸合控制，mcu通过电信号控制阀门的公共端(com)与a端或b端分别接通实现路径切换。

给排水泵4受mcu控制开启，与第一给排水切换电控三通阀5、第二给排水切换电控三通阀6配合实现通过外接管道给冷却水箱1排水和注水。

注水(给水)过程控制：mcu控制第二给排水切换电控三通阀6的com公共端与b端接通，第一给排水切换电控三通阀5的com公共端与b端接通，然后启动给排水泵4，通过外接水管将冷却液吸入冷却水箱1；在注水过程中，mcu通过第一液位传感器2实时监测液位高度，当液位高度到达第一液位传感器2的位置时，冷却水泵10自动停止运转，注水完成。

排水过程控制：mcu控制第二给排水切换电控三通阀6的com公共端与a端接通，第一给排水切换电控三通阀5的com公共端与a端接通然后启动给排水泵4，通过外接水管将冷却水箱1中的水排出水箱；在排水过程中，mcu通过第一液位传感器2实时监测液位高度，当液位高度到达低第一液位传感器2的位置时，水泵自动停止运转，排水完成。

冷却循环过程控制：mcu控制吸气电控三通阀8的com公共端与a端接通，液路流向切换电控三通阀9切换到冷却液需要输出的治疗头然后启动冷却水泵10循环冷却液。启动冷却循环后mcu通过流量传感器7监测冷却液流量判断冷却条件是否能满足超声发射散热需求。冷却循环过程中mcu实时监测第二液位传感器3，当监测到水位低于最低水位线仪器发出警告。

治疗头管路排水过程(更换治疗头套)控制：mcu控制吸气电控三通阀8的com公共端与b电接通，液路流向切换电控三通阀9切换到需要排水的超声治疗头，然后启动冷却水泵10，通过吸气电控三通阀8的b端口吸入空气将超声治疗头管路中的冷却液通过空气推回冷却水箱1，mcu定时自动停止冷却水泵10，排水完成。

本实用新型聚焦超声治疗仪液冷散热系统的有益效果是：

1、本实用新型通过在冷却循环管路中增加流量传感器可以实现对液冷散热条件的实时监控，提升仪器可靠性，减小患者手术过程中的风险；

2、通增加更换治疗头套管路排水功能可以降低医生的工作强度，减低一次性治疗头套受到二次污染的概率；

3、通过增加循环液路电控切换功能(冷却液路切换单元)实现了多个治疗头一键轻松切换，极大减低了医生的工作强度，有效防止因频繁拔插治疗头对仪器连接器造成损坏；

4、通过增加非接触式液位传感器的使用可以实时监测液位的状态，提升仪器运行的安全性和可靠性；

5、通过增加冷却水箱自动给排水功能(给排水单元)减轻了医生的工作强度，可以对换冷却液的数量和时间进行精确控制，提升仪器的智能化和运行安全性。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。