医用体外碎石机计量检测装置的研究

发布时间：2017-07-15 14:03

  本文关键词：医用体外碎石机计量检测装置的研究

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【摘要】：医用体外冲击波碎石技术因其具有相对安全、创伤小、费用低、治疗效果好等优点,成为治疗尿路结石首选的标准方法将是必然趋势。冲击波碎石术中的不良反应和术后副作用的发生率与冲击波发生设备的品质和性能有很大的关系。但目前在冲击波的物理参数方面缺乏一套准确而可靠的公认标准,虽然冲击波的各项参数已能精确测量,但冲击波物理参数与临床治疗效果之间的关系仍未建立起来。尤其是国内缺乏相关的标准检测方法和检测仪器。因此,本文研究并开发一套医用体外碎石机专用的计量检测装置。本文的研究内容如下:首先,介绍了常见的几种医用体外碎石机,以及它们各自的碎石原理。也介绍了碎石机的检测方法,影响医用体外碎石机治疗效果,可能引发术中不良反应和术后副作用的冲击波物理参数。同时,介绍了使用水听器测量冲击波物理参数的工作原理。其次,介绍了医用体外碎石机计量检测装置的硬件设计和选型。硬件部分设计具体包括:1)三维运动控制装置的设计,用于实现水听器在空间中的三维运动和精确定位;2)固定支架的设计,用于支撑三维滑台,保证水听器的定位精度;3)数据采集分析系统设计,用于采集和分析冲击波数据。再次,介绍了软件开发。采用C++语言和模块化设计方法进行软件的设计。编写了水听器位移及定位模块、冲击波数据采集模块,通过调用这两个模块就能实现焦点测量和焦域测量的“一键测量”功能,完成对医用体外碎石机自动化的计量检测。最后,完成了相关实验和测试。对碎石机进行了完整的焦点检测和焦域检测。提取采集的原始数据还原声场,与检测结果进行对比,验证了装置的可用性。进行了连续10次“焦点测量”,验证了装置的重复性。使用Kirchhoff公式对声束轴上的声场进行仿真,与碎石机采集的数据进行对比,验证了装置的准确性。
【关键词】：医用冲击波 医用体外碎石机 冲击波 自动测量
【学位授予单位】：中国计量学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R197.39
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-15
• 1 绪论15-22
• 1.1 研究背景及意义15-16
• 1.2 医用冲击波的检测方法16-17
• 1.3 国内外研究现状17-20
• 1.4 本文的研究内容20-22
• 2 测量原理22-36
• 2.1 医用体外碎石机的原理22-25
• 2.1.1 液电式冲击波碎石机23-24
• 2.1.2 压电式冲击波碎石机24
• 2.1.3 电磁式冲击波碎石机24-25
• 2.2 影响医用体外碎石机性能的因素25-30
• 2.2.1 患者因素和技术因素26-28
• 2.2.2 设备因素28-30
• 2.3 水听器30-35
• 2.3.1 光纤水听器30-33
• 2.3.2 压电式水听器33-35
• 2.4 本章小结35-36
• 3 医用体外碎石机计量检测装置硬件设计36-47
• 3.1 三维运动控制系统37-42
• 3.1.1 支架38-40
• 3.1.2 三维运动控制装置40-41
• 3.1.3 运动控制卡41-42
• 3.2 数据采集分析系统42-44
• 3.2.1 水听器42-44
• 3.2.2 数据采集卡44
• 3.3 其他附件44-46
• 3.3.1 测量水箱45
• 3.3.2 定位针45-46
• 3.4 本章小结46-47
• 4 医用体外碎石机计量检测装置软件设计47-66
• 4.1 软件界面设计47-49
• 4.2 水听器位移及定位模块设计49-55
• 4.2.1 TCP/IP协议栈50-51
• 4.2.2 水听器位移及定位模块软件设计51-55
• 4.3 数据采集分析模块55-59
• 4.3.1 打开示波器55-56
• 4.3.2 输入通道设置56
• 4.3.3 触发模式设置56-57
• 4.3.4 采集数据57-59
• 4.4 焦点测量59-62
• 4.5 焦域测量62-65
• 4.6 本章小结65-66
• 5 系统实验及实验结果分析66-80
• 5.1 医用体外碎石机冲击波测试66-73
• 5.1.1 实验流程66
• 5.1.2 焦点测量实验66-70
• 5.1.3 焦域测量实验70-72
• 5.1.4 焦点定位重复性实验72-73
• 5.2 声束轴仿真对比实验73-79
• 5.2.1 仿真原理74-77
• 5.2.2 实验结果分析77-79
• 5.3 本章小结79-80
• 6 总结与展望80-82
• 6.1 本文总结80-81
• 6.2 展望81-82
• 参考文献82-87
• 附录A 水听器装夹装置各部件设计图87-90
• 作者简历90

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