治疗类仪器设计原理优质PPT.ppt

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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、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。

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。

能量的治疗用电子仪器。

仪器治疗包括手术治疗和非手术治疗。

手术治疗是指用激光、高频电磁波、放射手术治疗是指用激光、高频电磁波、放射线、微波、超声等单独的或配合传统手术线、微波、超声等单独的或配合传统手术的治疗。

而非手术治疗则是用电疗、磁疗、的治疗。

而非手术治疗则是用电疗、磁疗、热疗、放疗等宏观无创的方式进行治疗。

热疗、放疗等宏观无创的方式进行治疗。

治疗类仪器的设计原理是基于各种物理因子对人体不同的生理和生物效应。

电磁辐射的特点：

根据近代物理学的观点，所有的电磁辐射不仅具有波动性而且具有粒子性。

根据量子能量的大小，在考虑实际问题中分别考虑波动性和粒子性。

量子能量足够大的电磁辐射与某种物质相作用时，可将其原子或分子中的束缚电子击出。

电治疗类仪器设计原理频率小于1kHz时的电流对人体细胞的作用主要是以刺激效应为主。

神经肌肉电刺激治疗类仪器应用神经肌肉电刺激治疗类仪器应用TENSTENS（TranscutaneousTranscutaneousElectricalNerveStimulationElectricalNerveStimulation）疗）疗法原理，使用恒流或恒压、一定频率的波形施加法原理，使用恒流或恒压、一定频率的波形施加于人体肌肉组织，在人体肌肉组织中产生电阻性于人体肌肉组织，在人体肌肉组织中产生电阻性发热、神经肌肉的电兴奋及其他生化反应，从而发热、神经肌肉的电兴奋及其他生化反应，从而具有解痉镇痛、消炎、改善血液循环等疗效。

具有解痉镇痛、消炎、改善血液循环等疗效。

此类仪器根据其电原理又分为许多种类型，有直此类仪器根据其电原理又分为许多种类型，有直流电离子导入治疗仪、低频电刺激治疗仪、中频流电离子导入治疗仪、低频电刺激治疗仪、中频电刺激治疗仪、高频电刺激治疗仪、温热脉冲电电刺激治疗仪、高频电刺激治疗仪、温热脉冲电流刺激治疗仪、差频电疗仪、电针灸治疗仪等。

流刺激治疗仪、差频电疗仪、电针灸治疗仪等。

为了适应人体的各生理部位，以及人体的个体差异和病症不同等特点，电刺激信号的频率、脉宽、幅度均设计成有较广泛的调节范围。

为了避免人体组织对电刺激的生理适应性反应，电刺激信号的波形也设计成各种各样，有脉冲波、尖峰波、三角波、锯齿波、正弦波等，并有多种疗程选择。

低频电刺激频率范围为低频电刺激频率范围为01kHz01kHz，中频范围为，中频范围为1k100kHz1k100kHz，高于，高于100kHz100kHz属高频范围。

现在电刺属高频范围。

现在电刺激频率向中高频发展，因为中高频使人体容抗减激频率向中高频发展，因为中高频使人体容抗减少，治疗电流量增加，不适感减小，但由于中频少，治疗电流量增加，不适感减小，但由于中频电流的周期性会使人产生适应性，所以有人设计电流的周期性会使人产生适应性，所以有人设计出随机中频电刺激治疗仪。

电针灸治疗仪是根据出随机中频电刺激治疗仪。

电针灸治疗仪是根据中医针灸原理结合电刺激的治疗仪器，它产生频中医针灸原理结合电刺激的治疗仪器，它产生频率为几十至几百率为几十至几百HzHz的双向脉冲波，通过针电极刺的双向脉冲波，通过针电极刺激人体穴位。

有人还研制出专用的（如专治哮喘激人体穴位。

有人还研制出专用的（如专治哮喘病）电针灸治疗仪。

病）电针灸治疗仪。

此类仪器早期大都采用电子线路控制，功能比较单一。

现在一般采用单片机控制，功能较多，不但有多档参数选择，而且有刺激参数显示。

有的仪器还做成治疗诊断两用型的，即不但可用来电刺激治疗，而且具有强度-时间曲线检查和时值测定等诊断功能。

电刺激方式：

电刺激系统通常由三部分组成：

、脉冲发生器，产生使神经去极化的脉冲序列；

、导联线，把脉冲传输到刺激位置；

、电极，把刺激脉冲安全、有效地传输到可兴奋组织。

按照电刺激部位，刺激类型可划分如下：

、表面刺激、经皮刺激、植入式刺激电刺激的生物效应：

电刺激的生物效应：

阳极中断刺激的电化学效应脑组织的刺激与效应周围神经的刺激与效应肌肉组织的刺激与效应电极腐蚀组织损伤植入式电子仪器的基本要求：

1、植入式电子仪器的封装要求2、导联和电极设计3、植入是刺激器的安全设计治疗用电子仪器电刺激治疗仪电刺激治疗仪心脏除颤器心脏除颤器高频电刀高频电刀微波热疗治癌仪微波热疗治癌仪射频热疗仪射频热疗仪超声治疗仪超声治疗仪体外冲击波碎石机体外冲击波碎石机体外反搏装置体外反搏装置电化学治癌仪电化学治癌仪远红外理疗仪远红外理疗仪电刺激治疗仪电电刺刺激激治治疗疗仪仪利利用用低低频频率率、小小电电流流及及低低电电压压的的脉脉冲冲电电流流来来治治疗疗某某些些类类型型的的疾疾病病。

医医学学上上把把频频率率从从001000Hz1000Hz的的脉脉冲冲电流称为电流称为低频电流，常用的低频电流波形有三角波、方波低频电流，常用的低频电流波形有三角波、方波低频电流，常用的低频电流波形有三角波、方波低频电流，常用的低频电流波形有三角波、方波（单向脉冲单向脉冲单向脉冲单向脉冲）、梯形波、正弦波、双向非对称脉冲和双向对称脉冲。

、梯形波、正弦波、双向非对称脉冲和双向对称脉冲。

最最最最常用的是双向对称或不对称脉冲常用的是双向对称或不对称脉冲常用的是双向对称或不对称脉冲常用的是双向对称或不对称脉冲。

双向脉冲方向正负变化，。

双向脉冲方向正负变化，在电极处无电解作用。

在电极处无电解作用。

低频脉冲电流具有兴奋神经肌肉组织、低频脉冲电流具有兴奋神经肌肉组织、低频脉冲电流具有兴奋神经肌肉组织、低频脉冲电流具有兴奋神经肌肉组织、促进局部血液循环、镇痛和消炎等多种生理作用，促进局部血液循环、镇痛和消炎等多种生理作用，促进局部血液循环、镇痛和消炎等多种生理作用，促进局部血液循环、镇痛和消炎等多种生理作用，在临床理在临床理在临床理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、疗上用来治疗周围神经麻痹、肌肉萎缩、关节肿痛、肩周炎、疗上用来治疗周围神经麻痹、肌肉萎缩、关节肿痛、肩周炎、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。

偏瘫、肌肉劳损、软组织损伤、神经痛等疾病。

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。

上上图图是是一一种种电电刺刺激激治治疗疗仪仪的的电电路路原原理理框框图图，由由单单片片机机、D/AD/A转转换换器器、可可编编程程定定时时器器、刺刺激激脉脉冲冲合合成成、功功率率放放大大器器、脉脉冲冲变变压压器器、刺刺激激电电流流检检测测及及数码显示、过载保护等部分组成。

数码显示、过载保护等部分组成。

D/AD/A转转换换器器用用来来控控制制刺刺激激脉脉冲冲的的幅幅度度，即即微微机机向向D/AD/A转转换换器器输输出出一一个个数数字字量量，由由D/AD/A转转换换为为与与某某数数字字量量成成正正比比的的模模拟拟电电压压，此此模模拟拟电电压压的的大大小小就就决决定定了了刺刺激激脉脉冲冲的的幅幅度度。

可可编编程程定定时时器器通通过过编编程程产产生生的的脉脉冲冲决决定定刺刺激激脉脉冲冲的的频频率率和和宽宽度度。

刺刺激激脉脉冲冲合合成成电电路路将将上上述述信信号号合合成成为为一一定定幅幅度度的的双双向向脉脉冲冲送送功功率率放放大大器器。

在在刺刺激激器器的的输输出出级级采采用用脉脉冲冲变变压压器器，一一方方面面起起升升压压作作用用，另另一一方方面面起起人人体体安安全全隔隔离离作作用用。

在在变变压压器器输输出出端端，接接有有高高频频滤滤波波器器，以以防防止止上上电电和和关关电电时时对对病病人人可能产生的电冲击。

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。

心脏起搏器（Pacemaker）正常状态下，由心脏窦房结产生的兴奋正常状态下，由心脏窦房结产生的兴奋传导到心房，再由心房传导到心室，引起心传导到心房，再由心房传导到心室，引起心脏的搏动。

如果由于心脏疾患而使这种传导脏的搏动。

如果由于心脏疾患而使这种传导受阻受阻（称为房室传导阻滞称为房室传导阻滞），则心搏减缓，进，则心搏减缓，进而危及生命。

心脏起搏器是用一定形式的电而危及生命。

心脏起搏器是用一定形式的电脉冲刺激心脏，使之按一定频率有效地收缩脉冲刺激心脏，使之按一定频率有效地收缩的一种植入式电子装置。

心脏起搏技术是工的一种植入式电子装置。

心脏起搏技术是工程技术与心脏电生理相结合形成的一门新科程技术与心脏电生理相结合形成的一门新科学。

由于对心律失常治疗有良好效果，受到学。

由于对心律失常治疗有良好效果，受到人们极大的重视。

特别是随着微电子技术和人们极大的重视。

特别是随着微电子技术和微处理器技术以及新能源的应用，近年来心微处理器技术以及新能源的应用，近年来心脏起搏器技术发展十分迅速。

脏起搏器技术发展十分迅速。

早在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