毕业设计（论文）-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

无框架立体定向神经外科手术机器人技术文件之五 南 京 理 工 大 学 毕业设计说明书(论文) 作作者者:学号学号：0101500106 学院学院(系系):机械工程学院 专专业业:机械工程及自动化 题题目目: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 教授指导者指导者： (姓 名)(专业技术职务) 评阅者评阅者： (姓 名)(专业技术职务) 2005 年 6 月 毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）中中文文摘摘要要 本论文在简单介绍了有关 tens（经皮神经电刺激）的理论后，针对目前市场上 tens 产品形式单一等不足，设计出一款多功能 tens 发生器。该发生器主要具有性 能稳定、功能齐全，易于扩展、编程容易、操作简单等特点。论文详细地介绍了该 仪器的各部分硬件组成，包括单片机控制部分、d/a 转换部分、v/f 转换以及功率放 大部分。在对目前已经制作完成的核心电路进行实际测试以后，论文对测试结果做 出讨论,并做了误差分析。论文还列举了一个实际应用的例子。最后，笔者对该设计 进行了较为全面和客观的评价并对产品地市场前景做出科学地预测。 关键关键词词tens 发生器 多功能 应用简单 本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文 ） 毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）外外文文摘摘要要 titletitledesign of multi-functional tens apparatus abstractabstract this article briefly introduces theory about tens( transcutaneous electrical nerve simulation), later in view of tens productions simplification in function, designs a multi-functional tens apparatus. this apparatus is special at steady-going, multi- functional, easy to extend, program and operate. this article particularly discusses about the hardware, containing the parts of the control of single-chip, d/a conversion, v/f conversion and power magnification. easy to program becomes a very outstanding characteristic of the apparatus of the design, because of the special designed hardware. after the debugging of the core circuit accomplished, this article analyses the result, especially studies the error. later it gives out an practical example about how to set parameter and program. in end the author evaluate the design generally and impersonally, at the same time forecasts the designs market foreground. keywordkeywords s tens apparatus multi-functional easy to use 本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文 ） 目次 1 引言.1 1.1 tens 发展简史1 1.2 tens 作用机制1 2 tens 仪器特征确定.3 2.1 波形3 2.2 频率3 2.2.1 低频电刺激3 2.2.2 中频电刺激4 2.3 刺激强度4 2.4 电极5 3 硬件设计.6 3.1 硬件系统设计思想6 3.2 单片机控制部分7 3.3 d/a 转换部分.8 3.4 v/f 转换部分lm3319 3.4.1 lm331 芯片介绍.9 3.4.2 lm331 芯片 v/f 转换电路.9 3.4.3 转换倍数计算11 3.5 功率放大器11 3.6 硬件原理图12 4 软件设计.14 4.1 整体功能设计14 4.2 软件设计说明14 5 现有实验电路介绍.15 5.1 硬件部分15 5.2 软件部分19 5.3 实验结果20 5.4 实验结果分析22 6 实际应用举例.25 6.1 功能假设25 6.2 硬件参数确立25 6.3 程序编写25 7 设计评价.29 7.1 功能评价29 7.2 市场前景分析30 本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文 ） 结论 31 致谢 32 参考文献33 本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文 ）第1 页共34 页 1 引言引言 tens( transcutaneous electrical nerve simulation 经皮神经电刺激)现已被广泛地应 用在医疗保健的许多场合上，各种产品种类丰富，良莠不齐。针对目前市场上 tens 产品形式和功能较为单一的情况，本设计主要完成一个真正实际有效的多功能 tens 发生器的设计，通过实验分析不同形式的波形对生命体组织的不同刺激作用，并且 期望在其基础上作“tens 对生命体的作用机制”的初步探究。 由于目前仍处于实验阶段，该发生器应具有性能稳定、功能齐全，易于扩展、 编程容易、操作简单等特点。 1.1 tens 发展简史发展简史 tens 的最初的应用可以追溯到两千多年前的古埃及,从那时留传下来的壁画可以 看出,当时就曾有人使用带电的 jelly 鱼治疗各种痛症（1）。上个世纪 60 年代，shealey 通过锥板切开方法将电极置于脊髓背侧柱表面的蛛网膜下腔来刺激脊髓进行实验， 探讨电刺激对人体的作用。随后到 1975 年，dooley 提出了经皮穿刺将电极置人脊髓 背侧硬膜外腔的新方法，该实验标志着“经皮神经电刺激”方法的诞生（2）。从 70 年 代末期，tens 风靡整个欧洲及美国，被广泛地用来治疗包括几乎所有疼痛类型在内 的成千上万名患者，例如牙疼、烧伤、关节炎、背疼、头疼、肌肉疼痛等。 最近几 年来，tens 更是得到了广泛的利用，被应用在美容、催眠、麻醉、术后反胃或呕吐、 神经衰弱、糖尿病周围神经病变（3）、三叉神经痛（4）、治疗半身不遂，甚至是痴呆、 消沉、记忆力减退等各种领域。 1.2 tens 作用机制作用机制 有关 tens 的作用机制，目前仍然没有一个确切的说法。1965 年 melzack 150:971- 979 6mannheimer 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;307:477-480 7张爱珍，赵正言，李俊伟,临床医学,北京-华夏出版社, 2001 8刘亚宁，电磁生物效应，北京邮电大学出版社，2002 9乔志恒，华桂茹，理疗学，北京-华夏出版社，2005.02 10 蔡建新，张唯真，生物医学电子学，北京大学出版社，1997 11 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，1993 12 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， 2004 13 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，2003 14lm131a/lm131, lm231a/lm231, lm331a/lm331 precision voltage-to-frequency converters, national semiconductor, december 1994 1