医学仪器及系统设计课程讲义part7教案分析.pptVIP

第四部分 治疗类仪器 ——简介及设计原理 仪器治疗的分类 手术治疗：用激光、高频电磁波、放射线、微波、超声等单独的或配合传统手术的治疗； 非手术治疗（康复理疗）：用电疗、磁疗、光疗、热疗、放疗等宏观无创的方式进行治疗； 1.6 治疗设备输出的能量形式 治疗设备：能量→生物系统→效果。 能量：直接、继发产生生物学效应 ⒈电磁波：低频（中频）、高频、光波 中低频：电极传输，产生效应：生理、热（高能）、化学（长时）. 例如：中、低频治疗机、心脏起搏器、除颤器。 高频：辐射传输，包括电磁场、相干光及非相干光。产生效应：热（活血、凝血、气化）、化学（效果、副作用）. 例如：电外科设备、射频透热疗机、红外、紫外、 激光治疗机 ⒉热辐射：一种电磁能形式。 　传输：对流、传导、辐射.产生效应：热效应.如：呼吸机——对流热；婴儿保温箱——辐射热；心肺机——传导热。 ⒊放射线：电离辐射，γ射线、X射线等。有防护要求。 控制方式：直线加速器——通过选择参数。 放射性核设备——通过承载器的机械结构。 ⒋机械能：可表现为压力或流的形式， 如：呼吸机——压强气流，牵引器——静张力。 ⒌超声波：是振动的传播，也是机械能， 超声能→热、化学效应→治疗效果。 ⒍化学能：化学能→生理效果——如麻醉系统 化学势→弥散→体液平衡——如透折器 1.7 治疗设备输出的能量水平 所需能量：治疗诊断。 评价一个治疗设备的原则 评价一个治疗设备的原则 主作用线：E相对于M的关系。起始于E=0 副作用线：E相对于S的关系。起始于E=E0=100mW/cm2。 M1——治疗阈值， E1——主作用线上对应于M1 S2——致死界限， E2——副作用线上对应于S2， 治疗宽裕度＝ E2 － E1 ——有效而安全的范围——E应取范围 可见：治疗宽裕度越大→控制越容易→安全性越高。 治疗效果度＝M／S——疗效相对于副作用比 可见：比值越大→对治疗越有利。 选择疗法：主作用线斜率↑ E2－E1 ↑ 副作用线斜率↓ M／S ↑ 电治疗仪电刺激治疗仪 电刺激治疗仪 电刺激治疗仪利用低频率、小电流及低电压的脉冲电流来治疗某些类型的疾病。?医学上把频率从0~1000Hz的脉冲电流称为 1. 不同频率电磁波对机体的治疗作用 电刺激治疗仪的电路结构形式很多，现代的电刺激治疗仪都采用微机控制，由可编程波形发生器产生各种刺激波形，刺激脉冲的宽度、频率、幅度以及刺激的起始时间及持续时间等也都用微机控制。既可以恒压输出又可恒流输出，恒压输出最大可达±160V，恒流输出最大可达±100mA。 上图是一种电刺激治疗仪的电路原理框图，由单片机、D/A转换器、可编程定时器、刺激脉冲合成、功率放大器、脉冲变压器、刺激电流检测及数码显示、过载保护等部分组成。 D/A转换器用来控制刺激脉冲的幅度，即微机向D/A转换器输出一个数字量，由D/A转换为与某数字量成正比的模拟电压，此模拟电压的大小就决定了刺激脉冲的幅度。 可编程定时器通过编程产生的脉冲决定刺激脉冲的频率和宽度。 刺激脉冲合成电路将上述信号合成为一定幅度的双向脉冲送功率放大器。 在刺激器的输出级采用脉冲变压器，一方面起升压作用，另一方面起人体安全隔离作用。 在变压器输出端，接有高频滤波器，以防止上电和关电时对病人可能产生的电冲击。 电流检测电路的用途是检测输出刺激电流的大小，以进行恒流输出反馈控制以及微机实时显示刺激电流的实际大小。其原理是在脉冲变压器输出回路中串联一个测流电阻，在这个电阻上可得到与刺激电流成正比的脉冲电压信号，此信号经光电耦合后送A/D转换器，由微机实时采集电流大小，再由微机根据刺激电流的大小实时调节D/A输出，从而调节刺激电流保持恒定，这也就是通过微机自动控制刺激电流的大小及恒定，而不是采用电流负反馈电路自动调节。另一方面，微机将电流大小送显示数码管实时显示。 电流检测的另一个目的是过载保护，当刺激电流超过一个设定的安全值时，过载保护电路会停止刺激脉冲合成电路的输出，从而保证了由于意外情况对病人造成的伤害。 电刺激治疗仪采用光电隔离和变压器隔离保护措施，以保证人身的电气安全。 低频治疗仪 电刺激系统的的构成 脉冲发生器、导联线和电极 电刺激的类型 （1）表面刺激 电刺激系统在体外，电极放在皮肤上或要刺激的肌肉的运动点附近； 广泛应用于神经和肌肉的医疗康复； 不能可靠地刺激皮肤下面的组织，也不能选择刺激深层肌肉； （2）经皮刺激