治疗用电子仪器

,单击此处编辑母版标题样式,#,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,治疗用电子仪器,治疗用电子仪器,第1页,治疗用电子仪器,电刺激治疗仪,心脏除颤器,高频电刀,微波热疗治癌仪,射频热疗仪,超声治疗仪,体外冲击波碎石机,体外反搏装置,电化学治癌仪,远红外理疗仪,治疗用电子仪器,第2页,7.1,电刺激治疗仪,电刺激治疗仪利用低频率、小电流及低电压脉冲电流来治疗一些类型疾病。,医学上把频率从0,1000,Hz,脉冲电流称为,低频电流，常见低频电流波形有三角波、方波(单向脉冲)、梯形波、正弦波、双向非对称脉冲和双向对称脉冲。,最常见是双向对称或不对称脉冲,。双向脉冲方向正负改变，在电极处无电解作用。,低频脉冲电流含有兴奋神经肌肉组织、促进局部血液循环、镇痛和消炎等各种生理作用，,在临床理疗上用来治疗周围神经麻痹、肌肉萎缩、关节肿痛、肩周炎、偏瘫、肌肉劳损、软组织损伤、神经痛等疾病。,治疗用电子仪器,第3页,电刺激治疗仪电路结构形式很多，,当代电刺激治疗仪都采取微机控制，由可编程波形发生器产生各种刺激波形，刺激脉冲宽度、频率、幅度以及刺激起始时间及连续时间等也都用微机控制。,既能够恒压输出又可恒流输出，恒压输出最大可达,160,V,，,恒流输出最大可达,100,mA,。,治疗用电子仪器,第4页,上图是一个电刺激治疗仪电路原理框图，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、过载保护等个别组成。,治疗用电子仪器,第5页,D/A,转换器用来控制刺激脉冲幅度,，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模拟电压，此模拟电压大小就决定了刺激脉冲幅度。,可编程定时器经过编程产生脉冲决定刺激脉冲频率和宽度。刺激脉冲合成电路将上述信号合成为一定幅度双向脉冲送功率放大器。,在刺激器,输出级采取脉冲变压器，,首先起升压作用，另首先起人体安全隔离作用。在变压器输出端，接有,高频滤波器，,以预防上电和关电时对病人可能产生电冲击。,治疗用电子仪器,第6页,电流检测电路用途是检测输出刺激电流大小，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，再由微机依据刺激电流大小实时调整,D/A,输出，从而调整刺激电流保持恒定，这也就是经过微机自动控制刺激电流大小及恒定，而不是采取电流负反馈电路自动调整。另首先，微机将电流大小送显示数码管实时显示。,治疗用电子仪器,第7页,电流检测另一个目标是过载保护，,当刺激电流超出一个设定安全值时，过载保护电路会停顿刺激脉冲合成电路输出，从而确保了因为意外情况对病人造成伤害。,电刺激治疗仪采取光电隔离和变压器隔离保护办法，以确保人身电气安全。,治疗用电子仪器,第8页,7.2,心脏除颤器,心脏除颤器是一个能将脉冲电流输入心脏，以消除心脏颤动，使之恢复窦性心律近代医疗电子仪器。,心脏发生纤维性颤动,(,分心房纤维性颤动和心室纤维性颤动，简称房颤和室颤,),，尤其是发生室颤时非常危险，不及时抢救就会死亡。而一个有效抢救方法就是对心脏进行电除颤,(,defibrillation),。,心脏起搏与心脏除颤区分是：后者除颤时将一次瞬时高能脉冲作用于心脏，普通连续时间是,410,ms,，,电能在,40400,焦耳（瓦秒）内。,治疗用电子仪器,第9页,心脏除颤器原理是利用,LC,电路进行高压直流充放电。,高压发生器能将,+,l5V,低电压转变为,3.5,kV6kV,直流高压。经过高压继电器,K,常闭触头向高压电容器,C,充电。对病人除颤时，一个电极放在胸前胸骨部位，另一个放在胸前心尖部位，医生按下放电按钮，高压继电器,K,动作，使放电一对触头闭合，电容,C,中电荷快速经过电感线圈,L,和两个电极在人心脏区域作短时间放电，给心脏一个大电流刺激。这么，往往能够纠正室颤，使心脏恢复正常跳动。,治疗用电子仪器,第10页,除颤器电源用交流电或直流电,(,镍镉蓄电池,),。高压发生器将交流电整流滤波后所得,+,l5V,直流电或蓄电池,+,l5V,直流电经过,DC/DC(,直流,/,直流,),变换电路变成直流高电压，即将,+,l5V,直流电经过电子开关变为交变脉冲电压，再经过升压变压器升压，并经高压整流后变成直流高压，向高压电容器,C,充电。因为除颤器是非常主要抢救用仪器，所以当代除颤器大多是便携式和交直流两用，内有镍镉可充电电池，日常充电或一直处于充分电状态，方便随时急用。,治疗用电子仪器,第11页,除颤器对人体放电是用能量,(,单位：焦耳,),来计量。,医生依据病情决定用多少能量并能够调整。除颤器能量有两种表示方法：一是电容器贮存能量，二是传递能量。传递能量是贮存能量经电路损耗后实际给人体能量。贮存能量由下式决定：（焦耳），其中,C,是高压电容器电容值，普通取,1630,F,，,U,是电容器充电电压，最大值普通为,3.5,kV6.0 kV,。,W,普通最大为,400,焦耳。贮存能量用并联在高压电容器两端能量计来测量。传递能量普通为贮存能量,80%,，最大为,320,焦耳。,治疗用电子仪器,第12页,电容器放电时峰值电流很大，约几十安培，电流脉冲宽度普通在几个,ms,之内。在电容器,C,放电回路中串联一个电感线圈,L,，,其作用是为了得到一个单次大电流脉冲，而峰值电流又受到限制而不致过大。,治疗用电子仪器,第13页,当代除颤器上还有心电监护仪个别，心电测量电极与除颤电极共用，心室除颤后立刻能够看到心电波形，判断病人是否转复。,心电监,护另一个用途是使除颤脉冲释放与心电,R,波同时，以确保除颤安全和疗效。,这是因为房颤病人还有心电波形和节律，这时就不允许随便什么时刻除颤，因为假如除颤脉冲恰好打在心电,T,波上（易激期），会引发心室纤颤而有致命危险，所以除颤脉冲只允许落在,R,波下降沿。所以，除颤脉冲在心电监护电路检测到,R,波下降沿时才立刻释放，这就称为,R,波同时除颤,。,治疗用电子仪器,第14页,7.3,高频电刀,高频电刀,(,High-Frequency Electrotome),（,高频手术器）是一个新型取代机械手术刀进行组织切割电外科器械。它经过电极,(,电刀笔和敷肌板,),将高频电流送入人体，在电刀笔下局部组织中形成高密度电流，从而使局部产生高热而到达,切割和凝结,两种电外科效果。使用高频电刀切口小，能够降低流血甚至做到不流血，当前已得到广泛应用。,治疗用电子仪器,第15页,高频电刀自,1920,年应用于临床至今，已经有,70,多年历史了，经历了,火花塞放电,大功率电子管,大功率晶体管,大功率,MOS,管,四代变更。伴随计算机技术普及应用和发展，当前，,高性能单片机广泛应用在高频电刀整机控制中，实施了对各种功效下功率波形、电压、电流自动调整，各种安全指标检测，以及程序化控制和故障检测及指示。因而大大提升了设备本身安全性和可靠性，简化了医生操作过程。,我国,60,年代就出现了电子管式和火花放电式高频电刀，,90,年代出现了采取先进,VMOS,场效应功率管高频电刀。,治疗用电子仪器,第16页,高频电刀由主机和电极,(,电刀笔、敷肌板,),两个别组成。,主机由振荡器、调制器、功率放大、单片机控制等电路组成。振荡器频率普通采取,500,KHz,正弦波，调制频率采取,25,KHz,方波，有,25%50%,占空比。功率放大器采取,VMOS,场效应功率管，,电切,(,纯切,),时输出开路电压要求为,3000,V,，,最大输出功率,300,W,，,电凝时输出开路电压要求为,7000,V,，,最大输出功率,120,W,。,单片机控制输出功率大小，并有按键选择及数码管显示输出功率大小，而且还有安全保护功效。,治疗用电子仪器,第17页,当代高频电刀在电刀笔头处通以氩气，以取得特殊凝血效果，这类仪器叫氩气高频电刀。,高频电刀含有电切,(,纯切、混切,),、电灼、电凝,(,单极电凝、双极电凝,),等功效。依据不一样手术需要，设定不一样输出功率。适合用于普通外科、心脏外科、泌尿外科、妇科等手术。,治疗用电子仪器,第18页,7.4,微波热疗治癌仪,手术、放疗、化疗及免疫治疗是常见治疗恶性肿瘤四种方法，但仍有约,1/3,患者因为肿瘤得不到控制而死亡。,20,世纪,90,年代以来，又有了一个新治疗方法热疗，能够将癌症治愈率提升，已快速成为癌症治疗第五种方法。,热疗有各种透热方法，有射频疗法、激光疗法、超声波疗法以及微波疗法等。当前在我国使用较多是微波疗法。,治疗用电子仪器,第19页,加热治癌机理为：微波等各种辐射波都含有穿透能力。癌细胞富含水分，微波等各种辐射波照射到癌组织后被吸收并转化成热能，,当癌肿区被加热到,41.543,时，即可抑制癌细胞核糖核酸,(,RNA),和脱氧核糖核酸,(,DNA),合成，造成癌细胞死亡。,热疗时，正常组织也受到不一样程度加热，但因正常组织血液循环加速，使得组织内热量消散。而癌细胞本身低氧张力使其,pH,值略低，而,pH,值低细胞对热敏感，所以癌部温度升高，且体内血液循环相对较差，也使癌肿区局部温度升高。,治疗用电子仪器,第20页,微波热疗治癌仪组成包含以下四个别：微波源、辐射器、测温及微机控制。,微波源是微波热疗仪关键部件。使用频率普通为,915,MHz,和,2450,MHz,两种。,工作频率与透热深度成反比，即工作频率升高，加热深度变浅。,915,MHZ,微波穿透深度可达,5,7,c,。,微波源功率大小可依据肿瘤情况及加热方式,(,体内、体外,),不一样而合理选择，仪器功率范围普通为,10,40,W,。,微波源有普通微波源和固态微波源两种。普通微波源采取磁控管或金属陶瓷三、四极管微波器件；固态微波源采取微波固态器件。为了适应不一样方式和加热需要，一台仪器中往往采取多个微波源器件，即可分源使用，又可合成使用。,治疗用电子仪器,第21页,辐射器作用是将微波能集中在一定范围内，而且能有效地辐射到所需加热区，而对健康组织少升温或不升温。,依据加热方式不一样，有各种形状辐射器。体外加热用有圆形和方形；体内加热用有杆形直肠辐射器、棒状颈辐射器、尿道辐射器、食道辐射器、鼻腔辐射器等；而组织间加热使用针状辐射器；聚焦式加热辐射器则将多个辐射器分布在一个圆周上，肿瘤位置置于圆周中心，即各个辐射器焦点上，这么能够集中加热。,治疗用电子仪器,第22页,测温在任何方式热疗中是必须。,当前临床上是采取,半导体热敏电阻或热电耦,等测温元件置于肿瘤中心，为有创或少创；为防止微波干扰，,测温要采取间断式,，即在测温瞬间停顿微波输出。当然，最好方法是无损测量温度和连续测量，,当前无损测温方法是研究前沿课题，,有方案采取微波辐射测量技术，有方案采取,XCT,或,MRI,断层成像中肿瘤形状改变及组织密度改变，从而找到与温升之间关系，有采取辐射计、光纤测温装置等。,微波热疗仪都采取计算机控制，对加热温度进行自动测量控制。控制个别与微波源采取分立式，即微波源与治疗床放在屏蔽室内，以防微波泄漏对操作人员造成损害。,治疗用电子仪器,第23页,7.5,射频热疗仪,射频热疗仪是继微波热疗仪之后发展起来一个新热疗仪器，,它利用射频电磁波作为热源，其治疗深度比微波大，,微波仅能对浅表肿瘤,(23,cm),加热，而射频最深可达,25,cm,。,射频加热将人体肌肉组织作为导体，经过两个电极将射频信号导入人体，人体内就会产生焦耳热，不一样组织和不一样血运情况，产生焦尔热也不一样。,治疗用电子仪器,第24页,1.射频热疗治癌仪,射频热疗治癌仪，采取,8,MHz,频率，射频功率,1500,W,，,可加热任何深部和大小肿瘤。仪器采取计算机控制和精密测温方法，测温精度达士,0.2,，并使用,CT,扫描图像制订治疗计划，治疗过程中用,CT,扫描显示加热分布情况，由计算机控制完成治疗计划、温度控制和功率输出等。,治疗用电子仪器,