178817. lajstromszámú szabadalom • Automatikus analóg és kapcsolóüzemű besugárzási adag (dózis) mérő és szabályozó kapcsolási elrendezés ultrahang terápiás készülékhez
3 178817 4 Az automatikus besugárzási adag (dózis) mérő és szabályzó kapcsolási elrendezés működésének elvi alapja a következő: A piezoelektromos átalakítót működtető szelektív végerősítő elektromos paraméterei nagymértékben függnek a terhelés változásától. A terhelés változása a páciens és a kezelőfej közötti csatolás változásából adódik. A páciensre jutó ultrahang intenzitás szintén a páciens és a kezelőfej közötti csatolás változásától függ. így a szelektív végerősítő elektromos paramétereinek változása arányos a páciensre jutó ultrahang intenzitás változással. A páciens és a kezelőfej közötti csatolás a maximálisan jó, azaz veszteség nélküli és a csatolatlan állapot között változhat. A veszteségtől függően beszélhetünk a csatolás hatásfokának százalékáról. így a csatolatlan állapot csatolásának hatásfoka nulla százalék, a maximálisan jó csatolás hatásfoka 100%. (A továbbiakban röviden a csatolás százalékáról beszélünk, ami alatt a csatolás hatásfokának százaléka értendő). A találmány lényege, hogy a szelektív végerősítő elektromos paramétereinek terhelés hatására történő változását megfelelő módon feldolgozva a páciensre jutó besugárzási adaggal (dózissal) arányos jelet állítunk elő. Ezzel megtörténik az automatikus besugárzási adag (dózis) mérése. A besugárzási adag (dózis) szabályozása a kezelési idő olyan mértékű növeléséből áll, amilyen mértékben csökken a páciensre jutó ultrahang intenzitás az előre beállított értékhez képest. A besugárzási adag (dózis) mérés és szabályozás kivitelét tekintve alapvetően kétféle lehet: analóg és kapcsoló üzemű. Az analóg üzemű kivitelnél a páciens oldali ultrahang intenzitással arányos analóg jelet állítunk elő, és ezt a jelet összehasonlítjuk azzal a jellel, amely arányos a beállított ultrahang intenzitással és a különbségi jellel szabályozzuk a kezelési időt mérő egység alap oszcillátorának frekvenciáját analóg módon. Ezáltal lehetővé válik, hogy a páciens nagy pontossággal az előre beállított besugárzási adagot (dózist) kapja meg. A kapcsoló üzemű kivitelnél a csatolás X százalékánál az áramkör kapcsolójelet szolgáltat a kezelési időt mérő egység számára. A csatolás X százaléka felett engedélyezi, alatta pedig letiltja a kezelési idő mérését. A kezelési idő letiltásával egyidejűleg a kezelőfej ultrahang intenzitását egy minimális értékre csökkenti. Erre azért van szükség, hogy amikor a kezelési idő mérése áll, akkor a páciens ne kapjon ultrahang energiát. A kapcsoló üzemű szabályozásnál elérhető, hogy a páciens a csatolás X százalékánál, azaz a kezelőfej intenzitásának X százalékánál kisebb intenzitást nem fog kapni. A csatolás arányt® a páciens oldali ultrahang intenzitással, ami viszont a páciens által kapott besugárzási adag (dózis) pillanat értéke. így tehát biztosítható, hogy a páciens a beállított besugárzási adag (dózis) X százalékát biztosan megkapja. A kapcsolási elrendezések működésének megértéséhez szükséges ábrák a következők: 1. ábra: Az automatikus analóg üzemű besugárzási adag (dózis) mérő és szabályzó kapcsolási elrendezés tömbvázlata. 2. ábra: A kezelőfej és a páciens közötti kontaktus vázlatos rajza, ahol P a páciens K a csatolóközeg F a kezelőfej IK a kezelőfejen mérhető ultrahang intenzitás Ij a páciensen mérhető ultrahang intenzitás. 3. ábra: A páciensen mérhető ultrahang intenzitás függvénye It-A tj —12 intervallumban a görbe alatti terület a páciens által kapott besugárzási adag (dózis). 4. ábra: Az automatikus kapcsolóüzemű besugárzási adag (dózis) mérő és szabályzó kapcsolási elrendezés tömbvázlata. 5. ábra: Az ábrán látható a 8 csúcsérték detektor kimeneti feszültségének időfüggvénye mindkét kapcsolási elrendezésnél U8ki és jelölve van a 7 osztóáramkör kimenő feszültsége U7 ki egyszeri kontaktus romlás esetén. 6. ábra: Az automatikus kapcsolóüzemű besugárzási adag (dózis) mérő és szabályzó kapcsolási elrendezés 9 komparátorának kimeneti jel alakja U9ki egyszeri kontaktus romlás esetén. 7. ábra: Az automatikus kapcsolóüzemű besugárzási adag (dózis) mérő és szabályzó kapcsolási elrendezés 11 vezérlő áramkörének kimenő jele Ui x ki egyszeri kontaktus romlás esetén. 8. ábra: A 8 csúcsdetektor kimeneti feszültsége mindkét kapcsolási elrendezésnél a kezelőfejen mérhető ultrahang intenzitás függvényében különböző csatolások esetén. 9. ábra: Az automatikus analógüzemű besugárzási adag (dózis) mérő és szabályzó kapcsolási elrendezés 9 különbségképző áramkörének kimenő feszültsége U9ki a kezelőfejen mérhető ultrahang intenzitás függvényében különböző csatolások esetén. 10. ábra: Az automatikus analógüzemű besugárzási adag (dózis) mérő és kapcsolási elrendezés 11 vezérlő áramkörének kimenő feszültsége Un ki a kezelőfejen mérhető ultrahang intenzitás függvényében különböző csatolások esetén. Az automatikus analógüzemű besugárzási adag (dózis) mérő és szabályzó kapcsolási elrendezés statikus állapota a következő: (Lásd 1. ábra). A 3 kapu áramkör bemeneteire csatlakozik a 2 modulátor, az 1 oszcillátor, a 17 időhatárérték kapcsoló és a 15 késleltető áramkör, a 4 szelektív végerősítő egyik bemenete a 3 kapu áramkör, a másik bemenete az 5 teljesítmény szabályzó áramkör kimenetére van kötve. A 4 szelektív végerősítő egyik kimenete a kezelőfejre csatlakozik. A 9 különbségképző áramkör egyik bemenete a 8 csúcs detektoron keresztül a 4 szelektív végerősítő páciens oldali ultrahang intenzitás változással arányos jel kimenetéhez, a másik bemenete a 7 osztó áramkörön keresztül a 4 szelektív végerősítő kezelőfejen mérhető ultrahang intenzitással arányos jel kimenetéhez csatlakozik. A 11 vezérlő áramkör egyik bemenete á 10 integrátoron keresztül a 9 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
