医学仪器课件.ppt

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1、医学仪器概述,13-1 现状与展望 13-2 干扰、抑制、屏蔽 13-3 安全使用与维护,美国是世界上最大的医疗器械市场和先进医疗技术的主导国，占全球医疗器械市场40%以上。,13-1 现状与展望,一、国际现状,西欧是医疗器械的第二大市场，占全球医疗器械产业近25%。,日本是亚洲最主要的先进医疗技术和和经济发展的市场，中国和印度人口多、市场大，不仅近十几年来发展迅速而且极具增长潜力。,拉丁美洲随着墨西哥、巴西、阿根廷和智利等国变得更加工业化，医疗器械产业增长也很快。,医疗器械产品的国际贸易额每年以25%的速度增长，销售利润可达40-50%。是当今世界一个经济发展最快、贸易往来活跃、产品附加值高

2、的工业门类。,目前全球的数字化医疗仪器市场主要被少数几个跨国公司所垄断，如美国的GE公司，德国西门子公司，荷兰飞利浦公司，日本的东芝、日立公司等，这些公司占据了全球数字医学影像仪器设备领域90%的市场。,以美国为代表的发达国家目前药品和器械的比例已达到1：1，产品技术与需求都还在不断增长，医疗器械产业已成为二十一世纪十分活跃的新经济增长点。,现代医疗仪器产品聚集和融入了大量现代科学技术的最新成就，是医学与多种学科相结合的高新技术产物。由于技术含量高、利润高，已成为各科技大国、大型跨国公司相互竞争的制高点，其发展水平实际上也已成为一个国家综合经济技术实力与水平的重要标志。,我国近些年发展也很快，

3、年增长率达到1415%，在医疗仪器设备中已经有了一些国产化的高、精、尖产品，如磁共振(MRI)、CT、数字B超、中低能直线加速器、旋转式伽玛刀、数字减影成像系统、激光手术器、纤维光纤内窥镜等。,我国医疗器械工业销售额仅占世界医疗器械销售额的2%，药、械人均消费比例仅为10：1。目前医疗器械的国内市场，特别是高档数字化精密医疗仪器，基本上被国外或跨国公司垄断。据2001年的统计数据，以精密医疗仪器为主的医疗器械进口额约为国内医疗器械工业总销售额的4050%。,“疾病早期发现、无创或微创精确治疗、个性化服务”是21世纪医学临床的努力方向。医疗数字化、信息化是最重要的技术保证。医疗装备数字化是实现信

4、息化的基础;信息化是实现医疗资源共享、实现医疗服务人性化的基本保证。,二、我国的发展趋势,1. 数字化信息化网路化,2. 现代大型医疗仪器产品更新换代加快。,3. 普遍重视将大型医疗仪器产品中高档产品 的新技术、高性能、重要功能向中低挡产品转移，以降低成本，减轻医疗负担，适应更大范围就医人群的需要。,4、现代医疗卫生事业已从单纯的医院内诊治为主的模式逐步发展为院前急救、临床诊治和康复保健结合的社区医疗、家庭护理的多元化的现代医疗保障体系，发展新型的、小型化、高精度和人性化的医疗仪器产品成为近几年医疗器械产业发展的新亮点。离体诊断仪器及试剂、诊断医学影像设备、病人监护仪等门类品种近些年增幅不断加

5、大。,三、产业结构与生产理念的变化,1.全球现代医疗仪器产业领域跨国性兼并风起云涌，产品生产经营本地化浪潮加大。,2.开发和生产理念发生变革，国际集优化运作从部件协作配套扩展到整个制造链 。,近期发展目标：以数字化核心装备和关键技术带动国家医疗器械产业的整体发展。重点支持：新型放疗、热疗、医用机器人外科、数字化医用超声、DR、永磁MRI、自动化智能化临床检验设备等方面的产品研发，形成高精尖数控治疗、数字化影像、临床检验等数字化核心医疗仪器设备的自主研发和制造能力。,重点解决：现代数字化诊断与治疗设备的系统设计;推进医学图像获取、模式识别、智能控制与跟踪，以及医疗信息提取、加工、处理等关键性数字

6、化技术研究;突破数字化医疗仪器设备核心部件的研制。重点目标：为我国二级和三级医院设备的更新换代、现代化、国产化，以及产品参与国际市场竞争提供技术支撑；适量发展技术先进、对产业发展有技术引领作用的大型高精尖数字医疗仪器产品和技术；建成几个国家级数字化医疗技术创新平台，为我国医疗器械产业的技术创新和持续发展提供服务。,四、重点发展的现代数字化医疗仪器产品,1、DR (数字X线摄影, Digital Radiography)2、MRI(磁共振) 以其在肿瘤成像、介入成像、血管成像、功能成像、分子成像方面显示出的作用和潜力，在当前与未来的临床医学中占有极为重要的地位。 3、医学超声成像技术、XCT、M

7、RI及核医学成像一起被公认为现代四大医学影像技术，是现代医学影像技术中不可替代的支柱。,4 、直线加速器与放疗 放疗是目前肿瘤治疗的三大手段之一，肿瘤患者有70%需接受放疗，IAEA和WHO组织提出全球每百万人口应平均有2-3台左右，美国现有8.2台/百万人，而发展中国家包括我国装备量缺口很大，我国仅有750台即0.58台/百万人，市场需求广阔 5、定向能量治疗与肿瘤热疗,五、医学仪器的分类,按照临床应用分类 诊断仪器、康复治疗、监护仪器,按照医疗器械分类目录：P385 医用电子、超声、光学、激光、高频、核共振、X射线、高能放射、检验分析、治疗及康复,按照物理原理分类 医用电子仪器、医用光学仪

8、器、医用放射仪器、核医学仪器。,一、磁场干扰与抑制,产生原因,有大电流流过的仪器，将会大量发射磁能。磁场内任何导电环路都会接收到磁能。连接仪器和病人的引线就可构成磁接收环，产生感应电动势，形成磁场干扰。,抑制,限制引线的环路面积磁场屏蔽,13-2 干扰、抑制、屏蔽,二、电场干扰与抑制,产生机理：,1.未屏蔽的电极导线与电源线之间存在分布电容，在干扰电场的作用下使人体产生感应电位。,2.人体表面与电源线之间存在分布电容，在干扰电场的作用下干扰电流经人体内流过接地电阻入地，产生感应电动势。,3.由于每条信号线与人体的接触电阻不一定一样，就会形成差模信号输入到放大器中。,电场干扰抑制,在仪器中采用高

9、共模抑制比的放大器；把电源线和测量电极的导线屏蔽；设置屏蔽室，把被测者屏蔽。,干扰的来源,电力线,雷电,电台电视台,交流供电电路,电动机,移动通信设备,生物电极引线在传递生物电信号的同时还将高频电磁场干扰引进测量系统中，形成高频电磁干扰。,三、高频电磁场干扰与抑制,产生机理：,医院特定环境干扰源,电刀装置(500 KHz2.5 MHz)、电凝器心脏电击器、短波治疗机 (13.56MHz、27.12MHz、40.7MHz)微波治疗仪 (433MHz、915MHz、2,450MHz)医用遥传或遥测(Telemetry)设备X 光透视诊断摄影装置、CT装置磁共振诊断装置、直线加速器电动机、牙科或骨科

10、用高速钻电毯或电动床,容易受到电磁干扰之医电设备,心脏起搏器医用遥传或遥测(Telemetry)设备生理信号监测裝置，如ECG、Holter等磁共振成像装置电子显微镜装有微处理器控制或数字电路的维持生命用装置，如输液泵、血液透析机、呼吸机、麻醉机、婴儿保溫箱等,电磁干扰对医用电器的影响：,降低性能(Degradation of performance)读值不准确(Inaccurate reading)不适当控制(Inappropriate control) 引起无效管理(Ineffective care)很多电磁干扰状况，只要将手机远离或关机，即会可逆性地自动消失。,举例1：,麻醉机,控制面板

11、-显示错误值,举例2：,呼吸机,发出alarm 信号需要reset处理,举例3,输液泵,停止注射;剂量错误(治疗性药物)发出alarm 信号;需要reset处理,基线漂移; 波形改变,ECG 监视器,医用仪器抑制电磁干扰的方法, 干扰幅度不大时，可用高频旁路电容使干扰入地。, 高频滤波器抑制高频干扰, 对于电源线引入的高频干扰，可以在电源变压器 的初级侧加低通滤波器或旁路电容器，以使高频干扰入地。, 采用电磁屏蔽措施,四、仪器接地点不正确而引起的干扰,产生机理,若接地点不正确，由于两接地点连线存在电阻，当两接地点的连线有电流流过时，就会产生电位差。该电位差进入到放大器的输入回路，形成干扰电压。

12、,抑制方法,低频情况下宜采用单点接地，接地线尽量短且电阻小；,高频情况下由于存在分布电容，不仅连线的排列、元件的位置布局要讲究，接地方式也应采取多点接地。,五、仪器之间连接不正确而引起的干扰,产生机理,不同的仪器接地点不同，而两接地点的连接又构成接地回路，引进干扰；,产生机理,机壳面积较大，极易受到外界电磁场的影响；,产生机理：,仪器公共端连接不正确还将使仪器内部的干扰发生相互影响。,1、电场屏蔽,金属板或金属网线制成屏蔽罩，罩住被保护对象。,静电平衡的作用使屏蔽罩（网）内合电场为零,六、屏蔽,对于高阻抗半导体器件应保存在金属盒或具有防止静电感应的塑料盒内；,接触仪器内装置时，应把人体内静电放

13、掉或带上接地手夹。,（因为：在干燥环境下，由于穿绝缘鞋及化纤类衣物，人体会产生静电。）,2.磁场屏蔽,所谓磁场屏蔽(简称磁屏蔽)就是用高饱和度的铁磁性材料来包容特定容积内的磁力线。,A.磁屏蔽的分类,有源屏蔽,由一个线圈或线圈系统组成的磁屏蔽。,无源屏蔽,用铁磁性材料制成一个屏蔽罩，阻断磁力线。,屏蔽范围,房屋屏蔽,定向屏蔽,自屏蔽,B.磁屏蔽材料,高导磁率,坡莫合金、镍铁合金等具有高磁导率的铁磁性（软磁）材料所构成的，通过制作成盒壳等闭合屏蔽体。,低导磁率：铁合金,3、高频电磁场的屏蔽,A.被动屏蔽,防止高频电磁场对小信号测量装置的干扰,B.主动屏蔽,防止大功率电磁场信号泄漏出去，干扰其他仪

14、器正常工作。,4.放射线的屏蔽,A.放射线的作用及危害,确定性效应,发生确定性效应时会有一个阈值。射线吸收剂量低于阈值时，对人体无损伤。高于阈值时，会使生物组织产生损伤，损伤程度随剂量的增加而增加。,随机效应,在射线照射后，不会马上出现反应，但会改变遗传基因，经过长短不一的潜伏期，可能出现恶变的情况，即癌变。,除上述分类外，还有另两种分法。,躯体效应,出现在受照者本身的效应。,遗传效应,影响受照者后代的效应称为遗传效应。,近期效应,几天。,远期效应,几年到几十年。,放射线的生物效应主要与两个因素有关。,电离辐射因素,辐射种类（、X）、吸收剂量、剂量率、照射方式、照射部位等。,受照机体因素,种系

15、（人、鼠、病毒等）、个体及个体发育过程、不同组织和细胞辐射敏感性不同。,2.屏蔽防护,一般可采用时间防护、距离防护和屏蔽防护的方法防护。,屏蔽材料选择的一般原则,屏蔽方式,固定式：防护墙（迷路）、防护门、观察窗移动式：包装容器、手套箱、防护屏 铅砖、铅围裙、铅眼镜等,B.屏蔽防护,医院中的辐射来源,放射科: X光机、CT放疗科:直线加速器、后装治疗机核医科:非密封放射源,移动X线机如何防护？,在超过3米外即与背景辐射相接近，其辐射剂量相当于一次胸部X光拍片剂量的0.5。,距离1.5米时需使用铅屏蔽,超过2.5米时可不用铅屏蔽，穿上铅衣即可。,混凝土墙转角或其他混凝土障碍物遮挡曝光,11-3 安

16、全用电与维护,一、人体的导电,二、电击的类型,三、电击的因素,四、防止电击的主要措施,五、安全使用与维护,一、人体的导电,人体导电机理：,细胞浸泡在淋巴液、血液和其他液体中。组织液是含有水、蛋白、纤维蛋白和盐等的溶液，所以组织导电可看作是比较复杂的电解质导电。,1.皮肤电阻,表皮,包括绝缘的角质层，其中没有血管，但有汗腺孔(汗腺孔是电流通过皮肤的主要途径)。,真皮,其中有大量血管,2.其他组织的电阻,所有组织的导电率都决定于其含水量和相对密度。含水越多，则离子越多，因而是良导体。,各组织的电阻率还和电流的频率有关。,外因,电流的强度和频率。,内因,皮肤的构成和状态。如：角质层的厚度、汗腺的多少

17、，是否出汗、是否有充血和水肿等。,影响皮肤电阻的因素,人体各器官电阻率（cm）,二、电击的类型,1.宏电击（也称强电击）,电流由体外经皮肤流进体内，然后再流出体外而引起的电击。,2.微电击,电流在体内流动并直接流过心脏的电击。,电击：人体通过不适当的电流受到的电刺激或电伤害。,三、电击的因素,1.电压,电击是否会发生危险的决定因素是电流强度。当电阻一定时，电压越高则电流越大，也就是越危险。但假若电阻很小，此时尽管电压低，也可能会产生较大的电流，因而仍然存在危险。,2.电流种类,与电流的频率有关。,3.电流强度,电流的大小是电击致死的主要因素,4.电流密度,就一定量的电流强度来说，通过的面积越大

18、，则作用越小；反之若该电流集中于较小面积，则其作用甚至可以破坏组织。,5.人体电阻,人体电阻最主要的是皮肤，而皮肤的干湿又对其电阻有很大影响。,6.人体电路,电流通过人体时不一定走最短路线，而是走电阻最小的路径。若路径当中没有重要器官，则危险性较小。,7.通电时间,由于皮肤电阻随时间而下降，因而会增大通过人体的电流。,四、防止电击的主要措施,保护接地,绝缘保护,使用安全超低压电源,绝缘触体部分,信号隔离,五、安全使用与维护,维护：对仪器进行必要的定期保养和检查,安全： 包括仪器设备的安全、病人的安全、操作者的安全。,1. 使用前阅读说明书、用户指南、操作手册等，熟悉仪器的功能。,2. 定期对仪器进行校准、机械检测和安全检测、试验紧急开关、电机驱动系统、过值保护系统以及系统的工作软件等是否正常,一、维护常识,3.大型仪器的电源系统，开机先开低压，预热后再开高压；关机先关高压后关低压。,4.重视机械部分的维护,6.注意仪器使用条件和环境。如湿度、温度、振动噪声、通风、电源的稳压、电磁干扰等,7.冷却系统是否正常,5.保持仪器的整洁。尤其是高压绝缘原件,8.常时间不用的仪器要定时通电加热去湿,