治疗类仪器设计原理-培训课件.ppt

超声治疗仪 利用超声反射回波信息成像的B超及多普勒超声诊断仪器已广泛应用于临床。利用超声的另外一些特殊性能，如超声波传播的方向性较强，介质质点振动的加速度很大，在液体中会产生“空化效应”，声波聚焦后可产生局部高温等，可以制成各种治疗仪器。常用的有超声热疗治癌仪、超声手术刀、白内障超声乳化仪等。 1.超声聚焦热疗治癌仪 超声热疗治癌仪利用聚焦原理，36块压电晶体置于半球形盘内，由同步电子发生器同时向每块压电晶体发激励脉冲，36块压电晶体产生的超声波通过探头与皮肤之间的水囊 介质聚焦于体内位于球心 (焦点)处的肿瘤位置上，用B超进行肿瘤定位。焦斑区可产生大于80℃的瞬间高温和空化效应，这两者可引起蛋白质变性和细胞结构的改变，从而使肿瘤细胞坏死。超声聚焦治癌技术不需要切割皮肤，治疗深度可达15cm，而且还由于焦斑处为瞬时高温形成，无明显热扩散，克服了射频和微波难以对局部深层组织升温，以及干扰温度测控的缺点。 2.超声手术刀 超声手术刀是20世纪90年代发展起来的一种新型手术仪器。它利用超声波作用于人体组织的三大效应，即碎裂效应、空化效应和止血效应，切开或碎裂人体组织，具有选择性碎裂、损伤小、精度高、能止血等独特的优点。超声手术刀不同于高频电刀、微波手术刀、激光手术刀等，它不产生焦痂、烟雾和焦味。 碎裂效应是由声辐射头发射的超声波振动加速度达到切割阈值 (50000g，g为重力加速度)时，辐射头辐射出大量的声微波，促使生物组织碎裂。碎裂效应主要体现于骨科精细手术。空化效应是对于含水量较多的组织，如脑瘤、肝肿瘤等，超声波在其中产成大量气泡，这些气泡的内外压差可达数千巴。大量气泡的爆裂使周围的组织乳化成乳胶体，以便使用负压吸引器吸出，使手术视野清晰。止血效应是超声波能使生物组织脱水，导致微血管收缩，达到止血目的。 超声手术刀的主要组成部分包括：超声发生器、换能器、超声辐射头 (手术刀)、手动与自动控制系统及自动故障诊断保护系统、负压吸引器和冲洗器。换能器采用压电陶瓷换能器，工作频率分别为23KHz和30KHz。碎裂效应使用23KHz，空化效应使用30KHz，输出功率100W。超声辐射头做成各种形状，以满足不同手术需要。超声手术刀可进行多种外科手术，如眼科手术、脑肿瘤、肝肿瘤、截肢及腹腔镜手术等。 体外冲击波碎石机 体外冲击波碎石机是应用聚焦技术，通过介质将体外产生的冲击波 (或连续超声波)传入体内，将人体深部的结石 (如肾结石、尿道结石、胆道结石)震碎，然后自然排出体外。 根据冲击波产生的原理不同，体外冲击波碎石机可分为⑴液电式；⑵电磁式；⑶压电式；⑷聚能激光式；⑸微爆炸式等。国内产品主要是液电式。 液电式冲击波碎石通过X射线机或B超定位，由位于半椭球反射体的第一焦点(F1)处的水下火花放电产生的冲击波，经半椭球反射体反射并经水囊介质进入人体，聚焦于反射体的第二焦点 (F2)处，被精确定位于第二焦点处的结石被聚焦的高能量密度的冲击波所粉碎。 体外冲击波碎石机的系统由以下部分组成： 1. 冲击波发生器 冲击波发生器由高压脉冲发生器及水下放电电极组成。高压脉冲发生器采用高压电 容充放电原理，充电电压约1.8~2.5万伏，由高压开关管控制在1μs内的瞬间放电，引起水的爆发性汽化，产生瞬间压力达1000巴的冲击波。 2.水囊介质 由于水与人体组织具有相似的声学特性，所以用去气软水作为传导介质，并有水循环去气泡及加温装置。 3.结石定位系统 由两个成一定角度的X线电视系统或由一个可旋转的X线电视系统对结石进行定位；有的碎石机采用X线机和B超联合定位，用B超定位可实时监视结石的粉碎过程。 4.计算机控制系统 计算机控制结石定位、电极间隙、X光曝光时间和剂量，控制X线图像的数据采集、存储，控制水处理系统以及打印病例报告等。 5.心电、呼吸监护系统及同步触发 碎石治疗过程要经过几百次至上千次的放电，所以需要心电、呼吸监护系统来监护患者的生理状态。放电的发生要采用心电R波同步触发，这样可减少心脏的并发症。 6.治疗床及运动控制系统 控制床体的运动状态。 体外反搏装置 体外反搏技术利用压缩空气囊在体外进行加压以改善内脏供血，对冠心病、脑血管疾病及其他内脏的退行性疾病有显著疗效。体外反搏装置一般由压缩空气机、反搏气囊 (分上肢气囊、下肢气囊及躯干气囊等)、心电监护及同步系统、计算机控制系统等组成。体外加压要与心脏