毕业设计（论文）开题报告-无框架立体定向神经外科手术机器人多功能TENS发生器的研制.doc

南 京 理 工 大 学毕业设计(论文)开题报告学 生 姓 名：诸 敏学 号：0101500106专 业：机械工程及自动化设计(论文)题目：无框架立体定向神经外科手术机器人 多功能tens发生器的研制 指 导 教 师:施祖康 2005 年 3 月 15 日开题报告填写要求1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）；4有关年月日等日期的填写，应当按照国标gb/t 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2004年3月15日”或“2004-03-15”。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：文献综述1tens的生理作用和治疗作用 电已经被医学地应用了数千年。古代埃及的石头雕刻品上描述了一种电鱼过去一直被用来治疗疼痛。在古希腊，能产生生物电的水雷鱼曾被用来治疗关节炎和痛。 现在，低频电疗在世界范围已经被广泛应用。其中最值得一提的是经皮神经电刺激疗法(transcutaneous electrical nerve stimulation，简称tens)。tens是根据疼痛闸门控制学说于70年代发展起来，应用电池供电的袖珍仪器以治疗疼痛为主的无损伤性治疗方法”。之所以用“经皮”(transcutaneous)一词，是为了和植入电极相区分。经过20多年的发展，tens在欧美国家非常普及，其临床应用已超出了疼痛范围，但仍以治疗疼痛为主。下面简要的介绍tens的生理作用和治疗作用：11镇痛(1)急性疼痛 术后切口痛：tens最成功的应用之一是术后的切口止痛。80年代以来，大量的文献报道tens治疗术后切口痛，包括各种胸、腹部手术、关节手术等，效果非常满意。tens能减少止痛药物的摄入，使患者能早期活动，减少并发症。对某些病人能缩短恢复时间或住院时间。 骨科疼痛：paris等(1983)用tens治疗急性踝关节扭伤，结果表明tens能较早缓解疼痛、减轻水肿、早期恢复rom和行走功能。 kaada(1984)用tens治疗肩周炎取得显著疗效。 levy等(1987)报道tens能使实验性家兔急性关节炎的关节积液和白细胞浸润明显减少，减轻炎症反应，从而缓解相关性疼痛。此外，有报道对急性腰肌扭伤、运动创伤等的疗效优良。妇产科疼痛：1977年augustinsson等首先观察了tens对147例产妇因分娩而引起的腰痛、骨盆疼痛的疗效。在第一产程，止痛效果最好；第二产程次之，没有发现副作用。此后又有很多报道证明tens有助于分娩，不利之处是偶尔干扰胎儿监护仪。 颌面部疼痛：hansson(1983)等报道治疗急性牙痛，tens的疗效比安慰性tens和阿斯匹林好，但常规tens的效果与针刺样tens无差异。teduits等(1993)观察了27例612岁的儿童患者，有2个对称部位龋齿的，随机决定在牙修补术时一个用tens止痛、另一个用局麻止痛。结果两组的止痛效果无显著差异，但78的患者更愿意用tens来镇痛。 对内脏疼痛：对内脏器官疼痛疗效的报道较少。nam等(1995)报道tens能降低实验性肾痛模型(用闭锁输尿管或肾动脉的方法获得)的脊髓背角细胞的c反应389k，降低体感诱发电位40.7g。证明tens对内脏疼痛亦有效。(2)慢性疼痛 腰背痛：大量的研究证明tens对控制慢性腰背痛有效，长期应用能减少止痛药的用量、促进工作和正常活动能力的恢复。 关节炎：taylor等(1981)、smith等(1983)报道tens对膝关节炎的镇痛效果显著优于安慰性tens，治疗过程中镇痛作用最强，治疗停止后能持续数小时。 神经源性疼痛：许多研究表明，tens对疱疹后神经痛、截肢幻痛、周围神经变性、格林巴利氏综合症、三叉神经痛均有不同程度的镇痛效果。 头痛：solomon等(1985)用tens治疗偏头痛和紧张性头痛，结果感觉阈上刺激组有55的患者疼痛缓解，而阈下刺激组和安慰性tens组均只有28的患者缓解。 总之，tens对治疗疼痛是有效的。短期治疗的疗效较长期治疗的高。1980年美国报告了全美理疗科中tens对近30种疼痛性疾病和征候的疗效评价。 1994年meyler等报告tens对各种慢性疼痛的疗效优良率分别为：周围神经病损53、心绞痛75、骨关节肌肉疾病69、精神性疼痛和神经官能症1025。12改善周围血液循环 1979年owews等报道正常人用tens刺激前臂后手指皮温轻微升高。1982年kaada用tens治疗雷诺氏病和糖尿病并发周围神经变性。方法是采用针刺样方式(25hz，0 2ms，每日3045min)以24倍感觉阈强度刺激合谷穴。结果表明刺激单侧合谷穴，四肢均会出现疼痛减轻，皮温升高。13促进骨折、伤口愈合 应用直流电以植入电极治疗骨不连接有公认的效果。 kahn(1982)用tens治疗3例骨折后不连患者，电极置于骨折处两侧，采用低频率(12hz)、长脉冲宽度(03ms)、低强度(感觉阈)，每次3060min，每天344次。结果1例1个月后、2例10周后就可见骨痂形成。 kloth等(1988)报道用单相波型的tens治疗皮肤溃疡成功。14治疗心绞痛 用tens治疗心绞痛的研究始于1985年。mannheimei等先在心脏直视手术中将tens直接刺激心肌，发现电流密度小于50mam2时不会引起心律失常。然后他们观察了10例病情稳定的患者，将电极置于胸壁疼痛区，脉冲宽度02ms，70hz，强度1550ma。结果表明患者的心脏功能改善、心电图上s-t段的压低减轻。接着他们又观察了对23例患者的疗效，也表明tens能减少心绞痛的发作次数、减少对硝酸甘油的依赖。15其他治疗作用 1对中枢神经系统：scherder等(1995)报道每天30min共6周的常规tens对阿尔茨海默病(alzheimers diseare)患者的言语功能、短期和长期记忆均有改善；使悲观、压抑、易激动等情绪减少；对社会的兴趣和日常活动的参与增加。 2对胃肠反应：fassoulaki等(1993)用tens刺激手厥阴心经的p6穴3045min，子宫切除术术后呕吐的发生率显著降低。evans(1993)报道用tens刺激23例早期妊娠(14周前)孕妇手腕皮肤，结果87的孕妇恶心和呕吐明显减少，而安慰性tens组仅有1096的孕妇有症状减轻。 3对肌张力：hui-chan、levin(1993)报道tens能降低痉挛性偏瘫患者的肌张力。他们用tens刺激45min后，h反射的潜伏时间显著延长，肌张力降低，并能持续60min，跟腱反射的幅度降低、踝背屈改善，力量增加82。 当然，tens的作用效果还有其他很多。2 “草木知音” 电不仅可以对人及动物体产生刺激作用，对植物的生长也具有影响。 早在1000多年前，中国宋代的沈括的梦溪笔谈中就载了一个草木知音的故事：当时的一位作曲家创作了一支叫做虞美人操的曲子，可以使江南的一种虞美人草枝叶舞动。现在利用声频促进植物生长的例子当然更是比比皆是。法国科学院声学研究所的科学家每天给西红柿播放3个小时的优美音乐，使西红柿可重达2公斤。前苏联也有人用同样的方法收获了重达25公斤的萝l和直径达6 0公分的大蘑菇。当前，一个被广泛提及的新农业课题是：物理农业，也即将电、磁、声、光、热、核等基本物理学科的知识和相关领域的高新技术作为有效的物理肥源应用于农业中，在无污染的条件下达到增产、优质、抗病的目标。植物声控技术及其产品则是物理农业的一个重要方面。山于世界各国日益关注可持续发展问题，无害、高效的物理农业技术将在2 1世纪的农业中得到更加广泛的应用，植物声控技术顺应了这一发展趋势。 通过种种文献的阅读和分析，可以确认电脉冲对生物体实际有效的刺激作用，及其促进植物生长的功效。参考文献1 安建雄,窦克非, 神经电刺激治疗顽固性冠心病心绞痛,第六届全国心血管麻醉研讨会,20012 脊髓电刺激(scs)与顽固性心绞痛，/ 2004-7-13 郭永红，石田寅夫，可推广经皮穴位电剌激治疗dpn，中国医药报（2005.4.7）4 陈志峰，朱也森，三叉神经痛研究进展，2004年华东六省一市麻醉学术会议暨上海市麻醉学术年会专题讲座汇编，20045 melzack r & wall pd，pain mechanisms:a new theory,science,1965;150:971-9796 mannheimer c, eliasson t, andersson b, effects of spinal cord stimulation in angina pectoris induced by pacing and possible mechanisms of action, br med j,1993;307:477-4807 张爱珍，赵正言，李俊伟,临床医学,北京-华夏出版社, 20018 刘亚宁，电磁生物效应，北京邮电大学出版社，20029 乔志恒，华桂茹，理疗学，北京-华夏出版社，2005.0210 蔡建新，张唯真，生物医学电子学，北京大学出版社，199711 李华，mcs-51系列单片机实用接口技术，北京航空航天大学出版社，199312 康华光，邹寿彬，电子技术基础（数字部分，第四版），高等教育出版社，200413 雷丽文，朱晓华，蔡征宇，缪均达，微机原理与接口技术，电子工业出版社，200314 lm131a/lm131, lm231a/lm231, lm331a/lm331 precision voltage-to-frequency converters, national semiconductor, december 199415 陈洛恩，张万奎，电子技术基础（模拟部分），南京大学出版社，2003.816 刘润华，刘立山，模拟电子技术，石油大学出版社，2001.9 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：经皮神经电刺激疗法得到越来越广泛的使用，所以笔者也希望通过自己制作tens仪器，对经皮神经电刺激疗法的作用机制进行分析。相应的，该研究的内容也分为两个部分，首先是tens仪器的设计和制作；并且希望有机会通过具体实验，探究ten对生物体的作用机制。tens仪器的设计主要考虑常用电刺激手段的波形、频率、强度、电极等方面。使用的控制方法是单片机控制模式。要求设计有良好的人机接口，性能稳定操作简单，编程容易等特点。在完成核心部分硬件后自编软件测试设计的可行性以及验证硬件的各种性能。本人需要自学有关单片机的知识，学会用protel绘制电路板，实