大连理工大学：《生物（医学）电子学 Bioelectronics》课程教学资源（PPT课件讲稿）第七章 电刺激

生物电子学 第七章电刺激

生物电子学 第七章 电刺激

了概念 对生物体兴奋组织施加电刺激,用于获取有关信息 和进行治疗 了电刺激的用途 ●获取有关兴奋、传导和反应的规律 控制和替代生物机能,达到治疗的目的 判断是否存在病理变化(脑、脊髓等疾病的诊断等) 举例 心脏起博器是最成功的电刺激应用 为心脏提供合适间隔的电刺激,代替心脏传导障碍 造成的兴奋中断。 生物(医学)电子学

生物（医学）电子学 2 概念 对生物体兴奋组织施加电刺激，用于获取有关信息 和进行治疗。 电刺激的用途 获取有关兴奋、传导和反应的规律 控制和替代生物机能，达到治疗的目的 判断是否存在病理变化（脑、脊髓等疾病的诊断等） 举例 心脏起博器是最成功的电刺激应用。 为心脏提供合适间隔的电刺激，代替心脏传导障碍 造成的兴奋中断

7-1电刺激产生兴奋的条件 兴奋的存在性 兴奋是人体和许多其它生物体生命现象的基本特征 例:青蛙,经电刺激,有收缩现象 兴奋的原因 刺激导致产生动作电位,并引起其它机械或生物活 动 了三个阈值 刺激强度 ●刺激的持续时间(间期) 刺激持续时间对时间的变化率。(三者相互影响) 生物(医学)电子学

生物（医学）电子学 3 7-1 电刺激产生兴奋的条件 兴奋的存在性 兴奋是人体和许多其它生物体生命现象的基本特征 例：青蛙，经电刺激，有收缩现象 兴奋的原因 刺激导致产生动作电位，并引起其它机械或生物活 动。 三个阈值 刺激强度 刺激的持续时间（间期） 刺激持续时间对时间的变化率。（三者相互影响）

三个阈值的关系 阈值低,则兴奋高 2Q 强度与间期的关系(见图)9-+ 刺激强度变化率 时值 期间 C图的说明 图6.1刺激强度期间曲线 ●图上的每一个点代表一个阈刺激,表示在刺激间期 定时,引起组织兴奋所必须的最低刺激强度 或者表示在刺激强度一定时,引起组织兴奋所必须 的刺激电流持续时间; ●刺激时间长,则所须的强度小; 但刺激时间无论怎么长,都必须有一个最低的基本 强度阈值,称为基强度。 生物(医学)电子学

生物（医学）电子学 4 三个阈值的关系 阈值低，则兴奋高 强度与间期的关系（见图） 刺激强度变化率 图的说明 图上的每一个点代表一个阈刺激，表示在刺激间期 一定时，引起组织兴奋所必须的最低刺激强度； 或者表示在刺激强度一定时，引起组织兴奋所必须 的刺激电流持续时间； 刺激时间长，则所须的强度小； 但刺激时间无论怎么长，都必须有一个最低的基本 强度阈值，称为基强度

关于刺激强度的变化率 强度渐增的刺激,不引起兴奋 ●直流刺激,只在通、断电时引起兴奋 变化率太小,导致适应 关于刺激的频率 ●由于存在一个不应期,因此频率不能过高 不应期是指单次刺激产生兴奋 之后,在不应期内,无论怎样刺 激都不会再次兴奋 囝 哺乳动物的不应期约为1ms,1111 即刺激频率<1000Hz 频率/Hz ●通常采用10Hz的频率 图6.2刺激阈值和频率的关系 生物(医学)电子学

生物（医学）电子学 5 关于刺激强度的变化率 强度渐增的刺激，不引起兴奋 直流刺激，只在通、断电时引起兴奋 变化率太小，导致适应。 关于刺激的频率 由于存在一个不应期，因此频率不能过高 不应期是指单次刺激产生兴奋 之后，在不应期内，无论怎样刺 激都不会再次兴奋 哺乳动物的不应期约为1ms， 即刺激频率<1000Hz 通常采用10Hz的频率

了刺激电路举例 关 321 K 47k 22k n 22k K 关 321关 Ta 22k 100 100gX100 6V100u K2 W 27k囗 l1k C≡201H 图6.3电针麻治疗仪电原理图 生物(医学)电子学

生物（医学）电子学 6 刺激电路举例

7-2临床电刺激 临床电刺激的应用现状 已经广泛使用的 心脏起博器 除颤装置 实用化研究阶段 控制麻痹装置 人工呼吸器 控制排尿 刺激颈动窦神经治疗高血压 慢性疼痛的消除 脊柱侧弯的校正 生物(医学)电子学

生物（医学）电子学 7 7-2 临床电刺激 临床电刺激的应用现状 已经广泛使用的 心脏起博器 除颤装置 实用化研究阶段 控制麻痹装置 人工呼吸器 控制排尿 刺激颈动窦神经治疗高血压 慢性疼痛的消除 脊柱侧弯的校正

基础研究阶段 治疗肠梗阻 ·固有收缩或痉挛性麻痹肌肉的抑制 促进骨胳的生长和愈合 ·刺激大脑皮层补偿视觉 刺激耳蜗补偿听觉 ●目前只是一种设想 ·增加肾血流量 ·增加肝血流量 生物(医学)电子学

生物（医学）电子学 8 基础研究阶段 治疗肠梗阻 固有收缩或痉挛性麻痹肌肉的抑制 促进骨胳的生长和愈合 刺激大脑皮层补偿视觉 刺激耳蜗补偿听觉 目前只是一种设想 增加肾血流量 增加肝血流量

电脉冲毫针刺激 ·是一种临床应用的电刺激方法,用于配合麻痹肢体运动进 行功能恢复; 在中医针刺麻醉和针刺治疗的基础上,用电脉冲通过毫针 刺激人体的有关穴位,实现治疗; 电刺激的频率范围从几Hz到几百Hz。 波形为正负幅度相等的脉冲,脉宽50us500us >500us时,心脏有不良反应,<50us时,不能起到治疗作 用 ●其它临床应用 密波(高频)止痛 上疏波(低频)促使肌肉产生有节奏的收缩 可采用疏密波,断续波等进行治疗,以避免组织产生适应 性 生物(医学)电子学

生物（医学）电子学 9 电脉冲毫针刺激 是一种临床应用的电刺激方法，用于配合麻痹肢体运动进 行功能恢复； 在中医针刺麻醉和针刺治疗的基础上，用电脉冲通过毫针 刺激人体的有关穴位，实现治疗； 电刺激的频率范围从几Hz到几百Hz。 波形为正负幅度相等的脉冲，脉宽50us—500us； >500us时，心脏有不良反应，<50us时，不能起到治疗作 用 其它临床应用 密波（高频）止痛； 上疏波（低频）促使肌肉产生有节奏的收缩； 可采用疏密波，断续波等进行治疗，以避免组织产生适应 性

疏密波的产生 T 1l小八R2 R C 图6.4疏密波的产生 生物(医学)电子学

生物（医学）电子学 10 疏密波的产生