生物医学测量与仪器课件7.pptVIP

医学仪器 授课老师：王伟 联系方式：jmcar@126.com 联系电话第七章 治疗和恢复装置 人类对抗疾病的过程分为四个阶段，即：预防、诊断、治疗及健康。其中治疗除了药物治疗和手术治疗外，各种新的物理治疗方法及相应的仪器现正发挥着日益重要的作用。物理治疗 (简称理疗)就是利用热、光 (包括辐射)、电、磁、声、机械等物理能量作用于人体，达到治疗疾病或缓解病痛的目的。 理疗在我国有着悠久的历史。中医中的针炙、按摩、拔火罐、热疗、磁疗等治疗方法至今仍在使用。现代理疗技术，是伴随着现代科学技术的发展而兴起的，不仅出现了利用静电、交直流电、微波、射频电磁波、激光、红外、紫外、超声波、高能粒子等效应的新型物理治疗手段和方法，而且给传统的理疗方法注入了现代科学技术的新内容。本章主要介绍利用电、微波、射频电磁波、超声波等物理能量的治疗用电子仪器。 7.1 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 电刺激类型 （1）表面刺激（功能性刺激） 广泛用于神经和肌肉的医疗康复 （2）经皮刺激 可用于短期或长期的刺激需要，但不是永久性的 （3）植入式刺激 刺激器的三个部分都永久性植入体内 电刺激参数 功能性电刺激中典型的刺激波形是方波序列，其三个参数（频率、幅度和脉宽）对肌肉收缩都有影响。刺激频率应尽可能小，以防止肌肉疲劳并节约能量。决定刺激频率的主要因素是肌肉的融合频率（即获得平滑肌响应的频率），可以小到12～14Hz，大到50Hz；调节肌肉力量的常规方法是保持频率和脉宽不变，改变刺激脉冲的幅度。 植入式刺激器和电极中刺激参数主要取决于植入位置。电极放置于目标神经上或其周围时，刺激幅度约为几毫安或更小。肌肉力量控制中，植入式刺激器依赖脉宽调制和幅度调制。 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。 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。另一目的是过载保护。 一、心脏起搏器发展 1932年Hyman创制一台用针刺入心脏起搏的重达7.2公斤的仪器，命名为人工心脏起搏器以来，这个名称一直沿用至今。1952年，Zoll创造用脉冲电流经胸壁刺激起搏的方法，挽救了32名房室传导阻滞患者的生命。1958年，Furmam开创心内膜电极起搏技术，同年，由西门子公司安装了世界第一个埋藏式起搏器 (固定频率型)，并成功起搏心脏，从此人工心脏起搏技术进入成熟期，并得到迅速发展。 70年代以来又出现了心房心室顺序起博的心脏起搏器，更符合血液动力学及人体生理要求。之后又出现了植入人体后能被程控仪根据病人不同需求而改变不同工作参数的起搏器。随着临床医学及电子医学的发展，80年代后期起搏工业有了突飞猛进的发展。现代的起搏器已经具备能根据病人活动情况自动调节起搏频率；根据病人起搏阈值自动调节能量输出；起搏器与程控器实现了双向实施遥测，起搏器不但起到起搏心脏的功能，还可以记录心脏的活动情况，供医生诊断疾病和根据具体情况调整起搏参数时作参考。 二、心脏起搏器的技术指标 1、基本参数 1）起搏频率 心脏起搏器发放刺激脉冲的基本频率是根据正常人的心率确定的。通常起搏频率额定值选择为72次／分，允许存在土4次／分的误差。 2）刺激脉冲宽度、幅度 刺激脉冲宽度为单个起搏脉冲电流持续的时间，以ms为单位；脉冲幅度以V为单位。心脏起搏器较多应用的脉冲幅度为5V，脉冲宽度为0.5ms。 2、干扰转换频率 为防止因各种电磁干扰使起搏器误感知，起搏器设计成在干扰严重时起搏器转换为固定频率式。 3、逸搏间期 心脏的期前收缩形成早搏，是由心脏的异位节律点产生的。在一次早搏之后到下一个正常心搏出现的时间间隔称为逸博间期。心脏起搏器亦使用逸博间期这一名称，将起搏感知自身心搏到随后出现的起搏脉冲的时间间隔，称为起搏器的逸博间期。