[发明专利]一种微波理疗测温控温系统及恒温理疗的方法

说明书

本发明提供一种微波理疗测温控温系统及恒温理疗的方法，涉及医疗器械技术领域，解决微波理疗过程中可能产生温度过高发生烫伤事故，或理疗过程中温度不连续，理疗效果不佳的问题。本发明的微波理疗测温控温系统，包括温度获取模块、温度比较计算模块、功率调节模块、配置模块、识别模块，功率获取模块、功率控制模块，本发明提供的一种微波理疗恒温理疗的方法，应用于上述微波理疗测温控温系统，采用一种基于间接能量平衡法IEBM的GPC与PID串级控制策略，同时采用分离式控制方案，得到有效的恒温控制，本发明改善了系统的测温控温性能，同时节约了成本，提高了微波理疗的安全性和可靠性。

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种微波理疗测温控温系统及恒温理疗的方法。

背景技术

波长为1mm-1m（频率为300MHz-300GHz）的电磁波称为微波。微波技术从1930s年代至今发展十分迅猛。19世纪40年代至今，科学家比较充分地研究了电磁场对生物活体产生的影响，微波技术在生物医学中的应用也取得了跨越性的进展，形成了一门生物电磁学分支，并经历了从动物活体到细胞层面、从微波热效应到非热效应、从生物效应到临床应用的发展阶段，现涉及到理疗和手术等几个方面。

随着微波理疗技术的发展，越来越多的人逐渐认可微波的医用疗效。微波理疗法已经是继手术、放射性治疗、化学药物治疗之后的一种无痛苦、无创伤、无药物副作用、安全有效的新疗法。为了防止与军用微波和通讯微波发生串扰，医疗用电磁波的工作频率被规定为：433MHz、915MHz和2450MHz三种。现在理疗中比较常用的是915MHz、2450MHz两种频率的微波。

当微波作用于人体组织时，会引起人体组织细胞中的离子、水分子及其它极性分子产生偶极子振荡，从而将吸收的微波能转换成为热能，人体组织温度得以升高。温升会促进局部血液循环，加快局部代谢，有利于水肿吸收、消炎止痛，微波理疗设备是基于微波的这些属性研制的。

现有的微波理疗设备一般采用恒功率连续输出的模式或者脉冲间隔输出模式，采用恒功率模式对同一个地方理疗，长时间的辐照，局部组织温度越积越高，容易产生烫伤事故；而采用脉冲间隔输出模式时，则理疗发热不均匀，理疗效果不好。微波理疗设备发展至今，仍存在一些缺陷，主要体现在安全性和可靠性方面。在安全性方面，现有的微波理疗设备通过微波辐射天线的形式进行微波理疗，对不敏感器官或儿童老人等反应不灵敏的人群或对温感不灵敏的人群频发微波理疗烫伤事故；在可靠性方面，传统的金属材料制成的传感器，在强磁场环境下会产生感应电流，在传感器输入回路上的压降与有用信号叠加，一起送入到后面的测量电路，会直接成为干扰信号，同时，感应电流在探头及导线上将产生欧姆热使其自身温度升高，在长时间的使用过程中容易引起温度测量反馈误差，另外由于导线的集肤效应，导体表面电流密度随电磁场频率增高而增加，使这种自温升更加严重，这些使得设备在使用时可靠性受影响。在家用微波理疗产品越来越普及的过程中，上述问题有待改善和提高。

发明内容

本发明提供一种微波理疗测温控温系统及恒温理疗的方法，解决微波理疗过程中可能产生温度过高发生烫伤事故，或理疗过程中温度不连续，理疗效果不佳的问题。

本发明可通过以下技术方案实现：

一种微波理疗测温控温系统，该系统包括：

温度获取模块，通过微波理疗仪的功率模块和温度模块，以1S的预设周期为时间间隔，温度以0.1℃为步进，功率1W为步进，测量N种微波理疗辐射器窗口的温度随功率不断增大达到预设温度的功率变化曲线，建立每一种微波理疗辐射器在N个预设温度下功率与时间的关系。

温度比较计算模块，在预设周期内根据当前温度与预设温度，当前温度与前次温度分别进行比较，计算当前温度与预设温度的温差，当前温度和前次温度的温差。

功率调节模块，根据所述温度比较计算模块计算的温差值，运用预测GPC控制策略，系统在预设周期内判断温度在预设温差范围内，则进入恒温控制机制，超出预设温差设定值，则增加或减小功率。