通識教育-電子儀器課件

1、治療用電子儀器 人類對抗疾病的過程分為四個(gè)階段，即：預(yù)防、診斷、治療及健康。其中治療除了藥物治療和手術(shù)治療外，各種新的物理治療方法及相應(yīng)的儀器現(xiàn)正發(fā)揮著日益重要的作用。物理治療 (簡稱理療)就是利用熱、光 (包括輻射)、電、磁、聲、機(jī)械等物理能量作用于人體，達(dá)到治療疾病或緩解病痛的目的。 理療在我國有著悠久的歷史。中醫(yī)中的針炙、按摩、拔火罐、熱療、磁療等治療方法至今仍在使用?，F(xiàn)代理療技術(shù)，是伴隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而興起的，不僅出現(xiàn)了利用靜電、交直流電、微波、射頻電磁波、激光、紅外、紫外、超聲波、高能粒子等效應(yīng)的新型物理治療手段和方法，而且給傳統(tǒng)的理療方法注入了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的新內(nèi)容。本節(jié)主要介

2、紹利用電、微波、射頻電磁波、超聲波等物理能量的治療用電子儀器。治療用電子儀器 電刺激治療儀 心臟除顫器 高頻電刀 微波熱療治癌儀 射頻熱療儀 超聲治療儀 體外沖擊波碎石機(jī)體外反搏裝置 電化學(xué)治癌儀 遠(yuǎn)紅外理療儀 電刺激治療儀 電刺激治療儀利用低頻率、小電流及低電壓的脈沖電流來治療某些類型的疾病。醫(yī)學(xué)上把頻率從01000Hz的脈沖電流稱為低頻電流， 常用的低頻電流波形有三角波、方波 (單向脈沖)、梯形波、正弦波、雙向非對稱脈沖和雙向?qū)ΨQ脈沖。最常用的是雙向?qū)ΨQ或不對稱脈沖。雙向脈沖方向正負(fù)變化，在電極處無電解作用。低頻脈沖電流具有興奮神經(jīng)肌肉組織、促進(jìn)局部血液循環(huán)、鎮(zhèn)痛和消炎等多種生理作用，在臨

3、床理療上用來治療周圍神經(jīng)麻痹、肌肉萎縮、關(guān)節(jié)腫痛、肩周炎、偏癱、肌肉勞損、軟組織損傷、神經(jīng)痛等疾病。 電刺激治療儀的電路結(jié)構(gòu)形式很多，現(xiàn)代的電刺激治療儀都采用微機(jī)控制，由可編程波形發(fā)生器產(chǎn)生各種刺激波形，刺激脈沖的寬度、頻率、幅度以及刺激的起始時(shí)間及持續(xù)時(shí)間等也都用微機(jī)控制。既可以恒壓輸出又可恒流輸出，恒壓輸出最大可達(dá)160V，恒流輸出最大可達(dá)100mA。 上圖是一種電刺激治療儀的電路原理框圖，由單片機(jī)、D/A轉(zhuǎn)換器、可編程定時(shí)器、刺激脈沖合成、功率放大器、脈沖變壓器、刺激電流檢測及數(shù)碼顯示、過載保護(hù)等部分組成。 D/A轉(zhuǎn)換器用來控制刺激脈沖的幅度，即微機(jī)向D/A轉(zhuǎn)換器輸出一個(gè)數(shù)字量，由D/A

4、轉(zhuǎn)換為與某數(shù)字量成正比的模擬電壓，此模擬電壓的大小就決定了刺激脈沖的幅度。可編程定時(shí)器通過編程產(chǎn)生的脈沖決定刺激脈沖的頻率和寬度。刺激脈沖合成電路將上述信號合成為一定幅度的雙向脈沖送功率放大器。在刺激器的輸出級采用脈沖變壓器，一方面起升壓作用，另一方面起人體安全隔離作用。在變壓器輸出端，接有高頻濾波器，以防止上電和關(guān)電時(shí)對病人可能產(chǎn)生的電沖擊。 電流檢測電路的用途是檢測輸出刺激電流的大小，以進(jìn)行恒流輸出反饋控制以及微機(jī)實(shí)時(shí)顯示刺激電流的實(shí)際大小。其原理是在脈沖變壓器輸出回路中串聯(lián)一個(gè)測流電阻，在這個(gè)電阻上可得到與刺激電流成正比的脈沖電壓信號，此信號經(jīng)光電耦合后送A/D轉(zhuǎn)換器，由微機(jī)實(shí)時(shí)采集電流

5、大小，再由微機(jī)根據(jù)刺激電流的大小實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)D/A輸出，從而調(diào)節(jié)刺激電流保持恒定，這也就是通過微機(jī)自動控制刺激電流的大小及恒定，而不是采用電流負(fù)反饋電路自動調(diào)節(jié)。另一方面，微機(jī)將電流大小送顯示數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示。 電流檢測的另一個(gè)目的是過載保護(hù)，當(dāng)刺激電流超過一個(gè)設(shè)定的安全值時(shí)，過載保護(hù)電路會停止刺激脈沖合成電路的輸出，從而保證了由于意外情況對病人造成的傷害。 電刺激治療儀采用光電隔離和變壓器隔離保護(hù)措施，以保證人身的電氣安全。 心臟除顫器 心臟除顫器是一種能將脈沖電流輸入心臟，以消除心臟顫動，使之恢復(fù)竇性心律的近代醫(yī)療電子儀器。具有療效高、作用快、操作簡便以及與藥物相比較為安全等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于部隊(duì)

6、各級醫(yī)療單位。 心肌纖維性顫動當(dāng)心肌因種種原因不能同步收縮而代之以蠕動樣顫動時(shí)，心臟的泵血功能就完全喪失，心房肌肉的顫動稱為房顫，心室肌肉的顫動為室顫。心臟發(fā)生纖維性顫動 ，特別是發(fā)生室顫時(shí)非常危險(xiǎn)，不及時(shí)搶救就會死亡。而一種有效的搶救方法就是對心臟進(jìn)行電除顫 (defibrillation)。心臟起搏與心臟除顫的區(qū)別是：后者除顫時(shí)將一次瞬時(shí)高能脈沖作用于心臟，一般持續(xù)時(shí)間是410ms，電能在40400焦耳（瓦秒）內(nèi)。電擊除顫電擊除顫就是利用足夠大的電流流過心臟來刺激心肌，使所有的心肌細(xì)胞同時(shí)去極化，然后同時(shí)進(jìn)入不應(yīng)期，從而促使顫動的心肌恢復(fù)同步收縮狀態(tài)，使心肌恢復(fù)正常。只有一定幅度和一定的持

7、續(xù)時(shí)間的電流才能起到除顫作用。電擊除顫是由除顫器來完成的。除顫器除顫器產(chǎn)生足夠大的電能量，通過除顫電極引入到病人的心臟，從而達(dá)到除顫目的。交流電流和直流電流都能用于除顫。直流除顫器不僅能比交流除顫器更有效地去除室顫，還能用于消除房顫和其它類型的心律失常，即電擊復(fù)律。在我國，1965年前主要局限地在心臟外科手術(shù)時(shí)作交流電復(fù)律，1965午后則普遍用直流電復(fù)律。自1975年在南京召開了“心臟轉(zhuǎn)復(fù)、起搏、除顫座談會”后，電復(fù)律治療心律失常已在全國各地廣泛開展。由于其療效確切，安全，隨時(shí)可用，因此目前我國一些大醫(yī)院已將其列為搶救心臟驟?；蛑委熆焖傩孕穆墒С５某Ｒ?guī)方法之一。 直流除顫器自七十年代開始己在醫(yī)

8、院廣泛普及?，F(xiàn)己是手術(shù)室和急救科的必備設(shè)備。現(xiàn)代直流除顫器可分為常規(guī)的和自動的，自動除顫器又可分為體外的和植入體內(nèi)的。除顫器的工作原理心臟除顫器的原理是利用LC電路進(jìn)行高壓直流充放電。高壓發(fā)生器能將+15V的低電壓轉(zhuǎn)變?yōu)?.5kV6kV的直流高壓。 經(jīng)過高壓繼電器K的常閉觸頭向高壓電容器C充電。對病人除顫時(shí)，一個(gè)電極放在胸前胸骨部位，另一個(gè)放在胸前心尖部位，醫(yī)生按下放電按鈕，高壓繼電器K動作，使放電的一對觸頭閉合，電容C中的電荷迅速通過電感線圈L和兩個(gè)電極在人的心臟區(qū)域作短時(shí)間的放電，給心臟一個(gè)大電流刺激。這樣，往往可以糾正室顫，使心臟恢復(fù)正常跳動除顫器的電路原理電感器的主要作用 電容器放電時(shí)

9、的峰值電流很大，約幾十安培，電流脈沖寬度一般在幾個(gè)ms之內(nèi)。在電容器C的放電回路中串聯(lián)一個(gè)電感線圈L，其作用是為了得到一個(gè)單次的大電流脈沖，而峰值電流又受到限制而不致過大。電感器的主要作用 為了防止在放電的起始階段釋放的電流過大或電壓過高，從而降低峰值電壓，但是盡管如此，直流除顫器在放電時(shí)的電壓峰值仍可達(dá)到3kV以上。 除顫器的電源用交流電或直流電(鎳鎘蓄電池)。高壓發(fā)生器將交流電整流濾波后所得的+15V直流電或蓄電池的+15V直流電通過DC/DC(直流/直流)變換電路變成直流高電壓，即將+15V直流電通過電子開關(guān)變?yōu)榻蛔兠}沖電壓，再通過升壓變壓器升壓，并經(jīng)高壓整流后變成直流高壓，向高壓電容器

10、C充電。因?yàn)槌澠魇欠浅Ｖ匾膿尵扔脙x器，所以現(xiàn)代除顫器大多是便攜式和交直流兩用的，內(nèi)有鎳鎘可充電電池，平常充電或一直處于充足電狀態(tài)，以便隨時(shí)急用。 除顫器的輸出波形單峰波形，常見于一些便攜式除顫器。雙峰波形，由于釋放的能量與放電波形所包圍的面積成正比，對相同的釋放能量，雙峰比單峰的除顫器的除顫峰值電壓要降低許多。除顫器的輸出波形梯形波(方波)，在同樣的能量釋放時(shí)，它的峰值電壓可以更低，用可控硅及時(shí)間控制電路可以通過改變放電的持續(xù)時(shí)間來改變釋放能量的大小，而放電波形的高度基本不變。雙向方波心肌損傷最小 除顫器對人體放電是用能量 (單位：焦耳)來計(jì)量的。醫(yī)生根據(jù)病情決定用多少能量并可以調(diào)節(jié)。除顫

11、器的能量有兩種表示方法：一是電容器貯存能量，二是傳遞能量。傳遞能量是貯存能量經(jīng)電路損耗后實(shí)際給人體的能量。貯存能量用并聯(lián)在高壓電容器兩端的能量計(jì)來測量。傳遞能量一般為貯存能量的80%，最大為320焦耳。電極和皮膚要接觸良好（達(dá)到50左右）只有減少電極和皮膚接觸面的阻抗，才能減少能量作用于皮膚而使皮膚燒傷。 當(dāng)接觸不好而導(dǎo)致阻抗增加時(shí)，實(shí)際作用于心肌的能量減少而造成除顫失敗。 保證電極-皮膚接觸良好的辦法電極的表面積要足夠大。一般都在直徑7.5cm以上，通常使用的是8cm直徑的電極。用導(dǎo)電膏來降低阻抗。但要注意不要涂得太多而產(chǎn)生電極之間的旁路，使心肌得到的實(shí)際能量減少。在除顫時(shí)，電極上要加上足夠

12、的壓力(約25斤)使皮膚扁平，接觸良好，有些除顫器電極內(nèi)安裝有壓力感受器及開關(guān)，只有加上足夠的壓力以后，開關(guān)才接通。電安全考慮 1.手柄和電纜線應(yīng)核絕緣良好；2.手柄上要有護(hù)圈，以防操作人員不小心使手與電極板相接觸，或?qū)щ姼啾煌康绞直稀?.除顫觸發(fā)按鈕一般提倡僅安裝在電極手柄，儀器的其它部位沒有另外的除顫觸發(fā)按鈕4.除顫器的兩個(gè)電極上都裝有除顫按鈕，并且是串聯(lián)的，只有當(dāng)兩個(gè)按鈕（S1、S2）同時(shí)按下時(shí)，高壓繼電器的回路才導(dǎo)通，才能使K接通而放電。電極上的其它技術(shù)電極上還有充電按鈕，使得操作起來更為方便。用來提取心電信號，以便對心電作監(jiān)護(hù)。 現(xiàn)代除顫器上還有心電監(jiān)護(hù)儀部分，心電測量電極與除顫電

13、極共用，心室除顫后立刻可以看到心電波形，判斷病人是否轉(zhuǎn)復(fù)。 心電監(jiān)護(hù)的另一個(gè)用途是使除顫脈沖的釋放與心電R波同步，以保證除顫的安全和療效。這是因?yàn)榉款澋牟∪诉€有心電波形和節(jié)律，這時(shí)就不允許隨便什么時(shí)刻除顫，因?yàn)槿绻澝}沖恰好打在心電T波上（易激期），會引起心室纖顫而有致命危險(xiǎn)，所以除顫脈沖只允許落在R波下降沿。因此，除顫脈沖在心電監(jiān)護(hù)電路檢測到R波的下降沿時(shí)才立刻釋放，這就稱為R波同步除顫 。 同步除顫 定義：除顫脈沖的發(fā)放在時(shí)間上與心電同步。一般是在心電R波的下降期或下降期的中部時(shí)釋放電擊能量，以避開心臟的易損期。心臟的易損期：T波的中部，此時(shí)外加的刺激很容易引起室顫。最佳的放電時(shí)間：R波

14、的下降期或下降期的中部，這時(shí)整個(gè)心室肌纖維正處于絕對不應(yīng)期，有利于心律的恢復(fù)、又可以避免電擊不落在T波段。同步除顫順序從病人身上取得心電信號檢測出R波30ms延遲觸發(fā)放電由于正常人室壁激動時(shí)間小于30ms，所以這時(shí)除顫脈沖大約是在R波的下降期中部。除顫器充放電電路 心電放大與顯示電路 R波檢測、延遲電路。 同步除顫的原理框圖電路分成三大部分:同步除顫安全使用的特殊考慮為病人的安全起見，一般要求除顫器在剛接通電源時(shí)，自動置非同步狀態(tài)，以便搶救時(shí)使用。因室顫比房顫更危險(xiǎn)。目前新型的除顫器都是用微處理芯片組成的電路來完成邏輯控制功能。自動除顫 自動體外除顫器(Automated External D

15、efibrillator,AED)：具有心律分析能力，可分為全自動和半自動兩類。植入式除顫器即自動植入式心律轉(zhuǎn)復(fù)/除顫器（AICD）：這種儀器能檢測室速或室顫，并能自動連續(xù)釋放25至30焦耳的電脈沖。對于非常嚴(yán)重的，經(jīng)常室速或室顫發(fā)作甚至從死亡線上救回的而且無法用藥物控制的病人，可防止忽然發(fā)作死亡.自動體外除顫器植入式除顫器植入式自動除顫器由脈沖發(fā)生器和二對電極組成脈沖發(fā)生器內(nèi)包含有鋰電池和電子元件，大約能進(jìn)行三年的檢測和大約100次放電，其重290克，可以植入在病人的腹部皮下。該裝置能自動分析所獲得的心電波形。并決定是否需要進(jìn)行除顫，除顫脈沖可連續(xù)釋放達(dá)10次之多。這種儀器從1980年起已植

16、入人體。除顫器的測試 包括：功能測試和電安全檢查由于除顫器是搶救用的醫(yī)療儀器，它應(yīng)時(shí)刻處在完好的狀態(tài)，以備隨時(shí)使用，所以，應(yīng)對除顫器作周期性檢查，通常建議每月檢查一次。負(fù)載：因?yàn)槌澠鞯脑O(shè)計(jì)是根據(jù)人體的阻抗為50來進(jìn)行設(shè)計(jì)的，所以在測試時(shí)也必須在二個(gè)電極之間加上50的負(fù)載。除顫器的功能測試除顫器實(shí)際輸出能量測量：通常分別設(shè)置除顫器的能量為10、20、50、100、200、360J及最大功率并依次測出實(shí)際輸出功率，列成一張對照表，這樣既可以使醫(yī)生比較精確地知道每次除顫所給予病人的實(shí)際能量，又可以與前一次測試作比較以判斷該除顫器工作是否正常。除顫器的放電波形的測試：看其是否與廠商說明書中提供的標(biāo)準(zhǔn)

17、波形相符合，但作此項(xiàng)測試時(shí)要利用存儲示波器或用同步照相機(jī)技術(shù)。同步觸發(fā)和延遲時(shí)間測試：僅對于有同步功能的除顫器。除顫器測試儀和測試器材以上測試項(xiàng)目，可以用專門的除顫器測試儀進(jìn)行測試，也可以用下列器材組成測試系統(tǒng)，即一個(gè)50無感型線繞電阻，一個(gè)1000:1的分壓器，一臺存儲示波器，一臺心電信號模擬器或信號發(fā)生器，一臺電子計(jì)時(shí)器來進(jìn)行測試，輸出能量可以用公式進(jìn)行計(jì)算： 關(guān)機(jī)后能否自動通過內(nèi)部電路進(jìn)行放電； 有同步功能的，關(guān)機(jī)后能否自動從同步回復(fù)到非同步； 帶有心電放大顯示電路及起搏器，則還要分別測試心電放大與顯示功能和起搏器的功能。其它功能測試：其它功能測試：便攜式除顫器還要測充電時(shí)間，以判斷電池

18、是否工作正常，通常要把這類儀器經(jīng)常插上電源，保持可充電電池充足，以應(yīng)付緊急需要，對鎳鎘電池還要經(jīng)常作充放電，以延長壽命，能量測量和電池檢查一般每月一次。 電安全檢查測量儀器接地電阻、機(jī)架漏電流（常規(guī)）檢查電極手柄上的防護(hù)圈是否完好無損電極與大地應(yīng)絕緣良好，放電電流不會經(jīng)大地而旁路。/video/xinwen30fen/2006/08/xinwen30fen_300_20060809_3.shtml電外科器械電刀電外科器械(Electro-surgical Unit, ESU)，俗稱電刀，是一種利用高頻電流的作用的醫(yī)療儀器。又常被稱為“高頻電刀”。高頻電流經(jīng)人體會產(chǎn)生熱量，但不會引起電擊和肌肉剌

19、激。高頻正弦波電流流經(jīng)人體所產(chǎn)生的作用：切割、干燥和燒灼。高頻電刀 高頻電刀(High-Frequency Electrotome )（高頻手術(shù)器）是一種新型的取代機(jī)械手術(shù)刀進(jìn)行組織切割的電外科器械。它通過電極 (電刀筆和敷肌板)將高頻電流送入人體，在電刀筆下的局部組織中形成高密度電流，從而使局部產(chǎn)生高熱而達(dá)到切割和凝結(jié)兩種電外科效果。使用高頻電刀切口小，可以減少流血甚至做到不流血，目前已得到廣泛應(yīng)用。 高頻電刀自1920年應(yīng)用于臨床至今，已有70多年的歷史了，經(jīng)歷了火花塞放電大功率電子管大功率晶體管大功率MOS管四代的變更。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及應(yīng)用和發(fā)展，目前，高性能的單片機(jī)廣泛應(yīng)用在高頻電

20、刀的整機(jī)控制中，實(shí)施了對各種功能下功率波形、電壓、電流的自動調(diào)節(jié)，各種安全指標(biāo)的檢測，以及程序化控制和故障的檢測及指示。因而大大提高了設(shè)備本身的安全性和可靠性，簡化了醫(yī)生的操作過程。國內(nèi)60年代就出現(xiàn)了電子管式和火花放電式高頻電刀，90年代出現(xiàn)了采用先進(jìn)的VMOS場效應(yīng)功率管的高頻電刀。高頻電刀優(yōu)點(diǎn) 高頻電刀由主機(jī)和電極 (電刀筆、敷肌板)兩部分組成。主機(jī)由振蕩器、調(diào)制器、功率放大、單片機(jī)控制等電路組成。振蕩器頻率一般采用 500KHz正弦波，調(diào)制頻率采用25KHz方波，有25%50%的占空比。功率放大器采用VMOS場效應(yīng)功率管，電切 (純切)時(shí)輸出開路電壓要求為3000V，最大輸出功率 30

21、0W，電凝時(shí)輸出開路電壓要求為7000V，最大輸出功率120W。單片機(jī)控制輸出功率的大小，并有按鍵選擇及數(shù)碼管顯示輸出功率的大小，而且還有安全保護(hù)功能。 除了常規(guī)高頻電刀，還有氬氣電刀和高頻消融儀等。另外，起類似功能的還有利用非高頻電流能量的微波電刀、超聲刀等。高頻電刀的功率一般不超過300W，根據(jù)不同的手術(shù)需要可給出不同的功率和波形。適合于普外、胸外、泌尿外科、婦科等外科手術(shù)?？捎糜谄胀ㄍ饪茻o血切口，內(nèi)臟組織塊切除、治療和去除皮膚疾患，去除多余毛發(fā)以及控制出血。氬氣是一種性能穩(wěn)定、對人體無害、不會燃燒或爆炸的惰性氣體。在高頻高壓電流作用下，能產(chǎn)生大量導(dǎo)電性極好的導(dǎo)電離子，使能量得以迅速、均勻

22、地傳遞到創(chuàng)面，產(chǎn)生特殊止血效果，并減少組織損傷，使手術(shù)后創(chuàng)面愈合加快。 射頻消融儀是利用射頻能量，通過心導(dǎo)管釋放在人體心臟的異常心電傳導(dǎo)組織上，使其局部組織熱化，細(xì)胞內(nèi)外水分蒸發(fā)、干燥、固縮以至壞死，將“房室結(jié)”和房室旁道消融，以達(dá)到治療目的。用于治療室上性心律失常，是一種有效的治療設(shè)備。設(shè)備主要由射頻功率源、功控和顯示三部分構(gòu)成。關(guān)鍵技術(shù)是治療功率的有效控制，安全要求較高。治療效應(yīng)與機(jī)制 高頻電流作用電極人體組織相應(yīng)高電流密度局域上足夠熱量控制性的破壞組織（達(dá)到預(yù)期的治療效果）。高頻電刀工作示意圖電外科治療效應(yīng)-切割作用電極的邊緣尤如手術(shù)刀時(shí)刀口，表面積非常小。極高的電流密度電極邊緣有限范圍

23、內(nèi)的組織的溫度迅速而強(qiáng)烈上升該處組識中的細(xì)胞液很快蒸發(fā)組織被利索切開。連續(xù)的無衰減正弦電流能產(chǎn)生非常好的切割作用，但幾乎無任何止血功能。電外科治療效應(yīng)-凝血凝血是通過高溫使組織蛋白質(zhì)變性而封閉組織（無蒸發(fā)作用），從而阻止液體滲出或出血。一般有兩種技術(shù)：干燥和電灼。干燥僅在電極與組織緊密接觸時(shí)發(fā)生。相對而言，電流的波形對干燥效果并不重要，而電極與組織的接觸面積必須足夠大，電流或功率密度必須足夠低，這樣才能避免表面組織層細(xì)胞液的蒸發(fā)。即處于低輸出電壓、低輸出阻抗的工作狀態(tài)。 電灼是指電極提供高的開路電壓(常為幾千伏)電極與被凝結(jié)組織保持微小間隙之間的空氣電離并產(chǎn)生火花火花很快熄滅釋放的能量在下一次

24、放電產(chǎn)生以前擴(kuò)散到組織中去表面凝結(jié)，但不出現(xiàn)切割。燒灼的效果取決于電流波形，即要求輸出電壓具有高峰值系數(shù)(Crest factor)和短的作用周期(Duty Cycle)。電外科器械的臨床效果的決定因數(shù)電極幾何形狀高頻電流幅度波形作用時(shí)間電極與工作方式電極可分為作用電極和擴(kuò)散電極。根據(jù)需要，作用電極有各種不同的形狀。電極的工作方式有：雙端單極法雙端雙極法單端法雙端單極法作用電極：將高頻電流引到病人身上的電極，此電極與組織的接觸面積相當(dāng)小，故電流流過組織的電流密度很高。擴(kuò)散電極：其作用僅是提供儀器輸出電流回路。在使用時(shí)，要求與病人有良好的接觸。由于擴(kuò)散電極面積較大，電流密度較小，不會產(chǎn)生如同作用

25、電極的治療效果。擴(kuò)散電極有軟性電極和平板電極兩種。雙端雙極法兩個(gè)作用電極（無擴(kuò)散電極），在二個(gè)電極上都有治療效果。電極形狀如同鑷子。這種電極也常用于各種顯微外科手術(shù)中，如神經(jīng)外科、腦外科、眼科等，常用于止血。另一種常用的是筆狀態(tài)電極，外形如同一支墨水筆，二個(gè)電極都在筆尖處。此種電極也可通過內(nèi)窺鏡使用。單端法在電外科電流為射頻的情況下，病人與周圍空間和大地間因電容效應(yīng)呈低阻抗，因此，可以不用擴(kuò)散電極及電纜，而只用單個(gè)作用電極實(shí)現(xiàn)電外科作業(yè)。該技術(shù)最嚴(yán)重的缺點(diǎn)是，因?yàn)殡娡饪瓢l(fā)生器是接地型的，如果病人無意中與接地物體有導(dǎo)電性接觸，那么這個(gè)觸點(diǎn)就可能成為意外的電流通路，如果接觸病人身體的面積很小就可能

26、引起燒傷。另外，病人與地之間的藕合電容是個(gè)變量，它隨病人在房間中的位置、大小和其他因素而變化，可能會導(dǎo)致電外科器械功能不良。安全性保障使用單端法是危險(xiǎn)的，一般不采用。當(dāng)使用雙端法時(shí)，如果擴(kuò)散電極與儀器的連接不良也可能造成相當(dāng)于單端法的效果。這也是很危險(xiǎn)的。電刀設(shè)備中要有自動檢測電極是否連接完好的電路。如果自我檢測發(fā)現(xiàn)電極連接不良，則儀器報(bào)警，同時(shí)不能輸出電流。以可減少這種危險(xiǎn)性。輸出回路接地方式這也是與安全有關(guān)的，主要有三種方式：直接接地參考接地浮地（隔離）：采用隔離輸出回路，不接地。其安全性最高。直接接地：缺點(diǎn)是擴(kuò)散電極直接接地，有很大可能因使用不當(dāng)而此病人直接接地，如果病人與其他電氣裝置相

27、連，這個(gè)裝置也有可能成為另一個(gè)接地通路，電流經(jīng)過這個(gè)電氣裝置而形成回路，造成意外傷害。 參考接地：指輸出回路接一個(gè)與頻率有關(guān)的阻抗，通常是電容。對高頻，與直接接地沒有原則的不同，但至少可以使五十赫茲市電電流受到限制。另外，在作用電極的電纜中串聯(lián)一個(gè)電容，它能通過射頻電流，但阻止低頻電流通過。因?yàn)槲覀冎?，射頻電流產(chǎn)生電外科熱效應(yīng)，而低頻電流導(dǎo)致電擊和。神經(jīng)、肌肉的電刺激。輸出波形和發(fā)生器最有效的切割電流波形是連續(xù)的或非調(diào)制的正弦波。它具有純切割性，沒有任何凝固和止血作用。真空管和晶體管電路技術(shù)都都同樣能產(chǎn)生連續(xù)波，連續(xù)波的頻率范圍大約是250kHz一4MHz。最有效的燒灼電流波形是高峰值因數(shù)高

28、調(diào)制的電流波形。這種調(diào)制的正弦波可以通過電子技術(shù)而獲得，也可通過火花塞技術(shù)獲得。用電子技術(shù)產(chǎn)生燒灼電流波形如Bovie 400-SR型電刀，其電路核心是晶體振蕩器，它產(chǎn)生1.75MHz的射頻信號。當(dāng)此機(jī)工作在切割模式時(shí)，晶體振蕩器產(chǎn)生的射頻信號經(jīng)功率控制及激勵(lì)器、功率放大器放大，送輸出電路。當(dāng)處于凝血模式時(shí)，高頻信號在激勵(lì)器中受脈沖電路產(chǎn)生的信號的控制，成為間歇振蕩波，再送到后級功率放大器。脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的頻率為的脈沖信號，占空比的改變可通過凝固調(diào)制電路實(shí)現(xiàn)。在切割模式時(shí)，隨著占空比的逐步減少而凝血效果逐漸明顯，同時(shí)切割效果逐漸變差。在凝血模式時(shí)，占空比不超過30%。用火花放電產(chǎn)生燒灼電流波形

29、利用火花放電產(chǎn)生凝血波形已有很長的歷史，當(dāng)電壓超過打破空氣間隙的擊穿電壓時(shí)，電感線圈中的能量周期性地釋放和儲存，就產(chǎn)生了調(diào)制了的振蕩波形。放電的結(jié)果使系統(tǒng)產(chǎn)生周期性震蕩，其頻率取決于線圈的電感和與線圈兩端相連接的電容。典型的阻尼振蕩頻率是500kHz，波形諧波成分豐富?；鸹ㄏ妒诫姷兜膬?yōu)點(diǎn)是止血效果非常好，其缺點(diǎn)是體積龐大，而且火花隙間隙的調(diào)整比較困難。 現(xiàn)代高頻電刀在電刀筆頭處通以氬氣，以獲得特殊的凝血效果，這類儀器叫氬氣高頻電刀。 高頻電刀具有電切 (純切、混切)、電灼、電凝 (單極電凝、雙極電凝)等功能。根據(jù)不同的手術(shù)需要，設(shè)定不同的輸出功率。適用于普通外科、心臟外科、泌尿外科、婦科等手術(shù)

30、。 體外沖擊波碎石機(jī)于1980年問世，用于粉碎人體內(nèi)的結(jié)石。 兩個(gè)最基本的組成部分：粉碎結(jié)石的核心技術(shù)沖擊波源確定人體內(nèi)結(jié)石位置的定位系統(tǒng)。其它部分：液體耦合系統(tǒng)和觸發(fā)系統(tǒng)。 體外沖擊波碎石機(jī)是應(yīng)用聚焦技術(shù)，通過介質(zhì)將體外產(chǎn)生的沖擊波 (或連續(xù)超聲波)傳入體內(nèi)，將人體深部的結(jié)石 (如腎結(jié)石、尿道結(jié)石、膽道結(jié)石)震碎，然后自然排出體外。 根據(jù)沖擊波產(chǎn)生的原理不同，體外沖擊波碎石機(jī)可分為液電式；電磁式；壓電式；聚能激光式；微爆炸式等。國內(nèi)產(chǎn)品主要是液電式。 液電式?jīng)_擊波碎石通過X射線機(jī)或B超定位，由位于半橢球反射體的第一焦點(diǎn)(F1)處的水下火花放電產(chǎn)生的沖擊波，經(jīng)半橢球反射體反射并經(jīng)水囊介質(zhì)進(jìn)入人

31、體，聚焦于反射體的第二焦點(diǎn) (F2)處，被精確定位于第二焦點(diǎn)處的結(jié)石被聚焦的高能量密度的沖擊波所粉碎。 Dornier公司HM3型機(jī)-工作原理 沖擊波源（液電式）：在一個(gè)大型不銹鋼盆內(nèi)的底部，安裝有一個(gè)半橢球形的金屬反射體，在它里面的一個(gè)焦點(diǎn)f1上，固定了一個(gè)同軸結(jié)構(gòu)的放電電極。當(dāng)這個(gè)電極上產(chǎn)生高電壓(1030kV)，大電流(1020kA)脈沖放電時(shí)，在放電中心將、由于放電弧道的急劇膨脹而形成高能沖擊波，從放電中心向外傳播。當(dāng)沖擊波遇到半橢球反射面時(shí)，將被反射并聚焦到該橢球體的另一個(gè)焦點(diǎn)f2上，這時(shí)它可以出現(xiàn)10100MPa的高壓力。如果人體內(nèi)的結(jié)石調(diào)整到這個(gè)位置，將隨著一次次放電產(chǎn)生的沖擊，

32、逐步粉碎成可以自然排出的顆粒(直徑在23mm以下)。定位系統(tǒng)：HM3型機(jī)采用兩束交叉的x線定位系統(tǒng)。兩束x線中心軸線的交點(diǎn)同橢球反射體的第二焦點(diǎn)f2相重合。這樣通過x線的監(jiān)視器屏，不僅可以觀察到結(jié)石形態(tài)，而且可以正確地確定它的位置。在治療病人前，在反射體f2上設(shè)置一個(gè)金屬球就可事先在x線監(jiān)視器屏上正確確定f2的位置，并作好標(biāo)志。在治療病人時(shí)，只要在X線監(jiān)視下調(diào)整人體，將體內(nèi)結(jié)石調(diào)整到事先作好的標(biāo)志上，那么就意味著體內(nèi)結(jié)石已處在反射體的第二焦點(diǎn)f2上，就可以開始沖擊治療。體外沖擊波碎石機(jī)的系統(tǒng)由以下部分組成： 1. 沖擊波發(fā)生器 沖擊波發(fā)生器由高壓脈沖發(fā)生器及水下放電電極組成。高壓脈沖發(fā)生器采用

33、高壓電容充放電原理，充電電壓約1.82.5萬伏，由高壓開關(guān)管控制在1s內(nèi)的瞬間放電，引起水的爆發(fā)性汽化，產(chǎn)生瞬間壓力達(dá)1000巴的沖擊波。沖擊波源的分類與特點(diǎn)沖擊波源分為:液電式壓電式電磁式其它還有激光、爆炸沖擊波源，但不常用。2.水囊介質(zhì) 由于水與人體組織具有相似的聲學(xué)特性，所以用去氣軟水作為傳導(dǎo)介質(zhì)，并有水循環(huán)去氣泡及加溫裝置。 3.結(jié)石定位系統(tǒng) 由兩個(gè)成一定角度的X線電視系統(tǒng)或由一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的X線電視系統(tǒng)對結(jié)石進(jìn)行定位；有的碎石機(jī)采用X線機(jī)和B超聯(lián)合定位，用B超定位可實(shí)時(shí)監(jiān)視結(jié)石的粉碎過程。 4.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)控制結(jié)石定位、電極間隙、X光曝光時(shí)間和劑量，控制X線圖像的數(shù)據(jù)采集、存儲

34、，控制水處理系統(tǒng)以及打印病例報(bào)告等。 5.心電、呼吸監(jiān)護(hù)系統(tǒng)及同步觸發(fā) 碎石治療過程要經(jīng)過幾百次至上千次的放電，所以需要心電、呼吸監(jiān)護(hù)系統(tǒng)來監(jiān)護(hù)患者的生理狀態(tài)。放電的發(fā)生要采用心電R波同步觸發(fā)，這樣可減少心臟的并發(fā)癥。 6.治療床及運(yùn)動控制系統(tǒng) 控制床體的運(yùn)動狀態(tài)?？荚嚪椒耙蠓椒ǎ航灰黄C述要求：題目：不限，你所感興趣的生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的各個(gè)方面均可。字?jǐn)?shù)：3000字左右。不少于2000字。參考文獻(xiàn)：不少于3篇，且至少一篇英文文獻(xiàn)(應(yīng)選擇近5年來的作品。/v/b/53366752-1895562960.html文獻(xiàn)綜述的撰寫方法文獻(xiàn)綜述是對某一方面的專題搜集大量情報(bào)資料后經(jīng)綜合分析而寫成的

35、一種學(xué)術(shù)論文，它是科學(xué)文獻(xiàn)的一種。文獻(xiàn)綜述是反映當(dāng)前某一領(lǐng)域中某分支學(xué)科或重要專題的最新進(jìn)展、學(xué)術(shù)見解和建議的，它往往能反映出有關(guān)問題的新動態(tài)、新趨勢、新水平、新原理和新技術(shù)等等。是作者對某一方面問題的歷史背景、前人工作、爭論焦點(diǎn)、研究現(xiàn)狀和發(fā)展前景等內(nèi)容進(jìn)行評論的科學(xué)性論文。文獻(xiàn)綜述選題范圍廣，題目可大可小，可難可易，可根據(jù)自己的能力和興趣自由選題。寫文獻(xiàn)綜述一般經(jīng)過以下幾個(gè)階段：即選題，搜集閱讀文獻(xiàn)資料、擬定提綱（包括歸納、整理、分析）和成文。一、選題和搜集閱讀文獻(xiàn)撰寫文獻(xiàn)綜述通常出于某種需要，如為某學(xué)術(shù)會議的專題、從事某項(xiàng)科研、為某方面積累文獻(xiàn)資料等等，所以，文獻(xiàn)綜述的選題，作者一般是明確的，不象科研課題選題那么困難。文獻(xiàn)綜述選題范圍廣，題目可大可小，大到一個(gè)領(lǐng)域、一個(gè)學(xué)科，小到一種疾病、一個(gè)方法、一個(gè)理論，可根據(jù)自己的需要而定。 初次撰寫文獻(xiàn)綜述，特別是實(shí)習(xí)同學(xué)所選題目宜小