重大 课件 电工生态2

电位由耳蜗神经向中枢传递，从而形成听
觉。
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特点：
大多数的听障患者都是由于听觉毛细胞先 天发育不良或受损。 人工电子耳是在耳蜗内植入电极越过发育 不良或受损的听觉毛细胞，将声波转换为电 波后直接刺激听觉神经再传至大脑。 一般助听器只单纯放大声音，仍须经包含 不良毛细胞的原有路径传导，因此语言辨识 能力受到影响，特别是高频听力无法有效提 升，所以效果比助听器更好。
体内部分
接收器／刺激器：将信号放大，再传送到电极 上，放于颞骨上磨出之凹槽内。 电极，电极植入耳蜗之鼓室阶内，直接刺激残
余的耳蜗神经成分。
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Clarion人工電子耳系統
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其他人工生物器件
人工肾
人造关节
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3.3 植入式测量及仪器
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3.3 植入式测量及仪器
应用 1、植入式心脏起搏器与除颤器 心 脏 起 搏 器
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心脏除颤器
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3.3 植入式测量及仪器
心脏起搏定义 人工心脏起搏
（artificial cardiac pacing)是
通过人工心脏起搏器或程序 刺激器发放人造的脉冲电流
刺激心脏，以带动心脏搏动
应用 4、植入式生物医学测量装置
体内植入式测量装置通常分为两 类，一类是吞服式无线电胶囊，用以 测量消化道内的pH值、压力、温度、 酶活性以及出血部位等，另一类是固 定式植入系统，用以测定体内赃器表 面温度、伸内腔体的压力、血流、心 电、脑电、肌电、眼电图、血糖浓度 等各种体内生理、生化参数。
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首例外置式人 工心脏使用者
进行动物实验的人 工心脏的血液泵
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3.3 植入式测量及仪器
应用 3、人工耳蜗
定义：又称电子耳蜗，或耳蜗 埋植，人工电子耳。是植入式 电子装置，能将声能转换成电 能，通过植人鼓阶、圆窗或耳 囊内的电极，直接刺激耳蜗内 残余的听神经纤维，使聋人产 生听觉。
3.3 植入式测量及仪器
引言 随着无毒性、生物相容性等性能优良的生物村料研究 的深入，精细显微外科水平的不断提高，各类体内植入式 电子系统不断涌现，其中包括各类植入式刺激装置、植入 式生物医学测量装置，植入式药物释放装置以及各类植入
式人工器官和辅助装置等。
这些植入式电子装置或用来监测生物体内生理、生化 参数的长期变化；或用来替代功能业已缺损的器官、或用 来诊断和治疗某些疾病。
智能胶囊内窥镜技术

现代集成电路技术 射频通讯技术 光学窥镜技术 图像传输与处理技术 无线电源技术 无线遥控技术（舱） 生物材料
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3.3 植入式测量及仪器
发展方向
(1) 小型化、低功耗及高可靠性 (2) 电源的长期供给 采用体外经皮电磁耦合传输系统。
(3) 植入材料
这些材料应将电路的导电部分与生物组织绝缘，无毒无菌、无 腐蚀性并具有良好的生物相容性。植入材料性能应稳定，不为机 体组织所改变，外壳封装应有较高的密封性，以免体液浸入电子 装置内部而影响电性能。目前常用的植入材料有硅橡胶、环氧树 脂等各种高分子材料，以及铂、钛、不锈钢等金属材料，长期的 植入材料应选用耐腐蚀和贵金属，例如钛合金、铂合金、钴合金 等。
的治疗方法。主要用于治疗 缓慢心律失常，也用于快速
的心律失常和 治疗。
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人工心脏起搏器的组成 脉冲发生器 电极及其导线 电源
锌-汞电池 核能、锂电池 锂-碘电池 脉冲发生器
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3.3 植入式测量及仪器
应用 2、植入式人工心脏
定义：人工心脏是利用机械的方法 把血液输送到全身各器官以代替心 脏的功能的装置。人工心脏可分为 暂时性，即部分取代心脏的辅助性 人工心脏；长期性，即取代整个心 脏的安全人工心脏。
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2001年7月2日，世界上第一例全植入式人工心脏植 入手术在美国获得成功。名为AbioCor。
重约两磅，呈柚子状，材料是塑料和钛。151天身亡。 完全代替心室功能并能完整植入体内的人工心脏。
由4部分构成：金属钛的心脏本体、一微型锂电池、一计 算机控制系统以及外接电池组。人造心脏本体取代患者 心脏的左右心室，微型锂电池和控制系统将植入患者的 腹腔，外接电池组不植入人体，而是通过安装在腹部表 皮下的插座向植入的微型锂电池充电。有两个替代左右 心室的腔室，4个接口，分别连接左右心房、主动脉、肺 动脉。两个腔室中间是电动机和泵，在心脏与血管的接 口部分装有活塞，以代替心脏瓣膜的功能。 锂电池能量耗尽的时候由外挂电池组充电。
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听觉产生的原理： 耳蜗基底膜的机械特性和毛细胞的静纤毛 的梯度变化是耳蜗对输入声波进行频率和空 间分析的形态学基础。 基底膜振动时，带动相连的复膜及毛细胞
的静纤毛发生剪切运动，使毛细胞表皮板的
电阻发生变化，调制了通过毛细胞的电流， 产生了耳蜗的感受器电位，这就是耳蜗的机 械——电换能过程。 耳蜗感受器电位可以使毛细胞底部的表面 膜电位发生变化，从而体内外信息的双向交换
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3.4 生理参数的远程传输及监测枝术
系统分为三大 部分： ①传感及发送 部分； ②传输信道； ③接收及显示
部分。
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原理：人工耳蜗是模拟耳蜗的生理功能的电
子装置，由体内和体外两部分组成。
体外部分象助听器一样戴在外部 微型话筒：接收外界声能并转换成电信号 言语处理器：根据特殊信号处理方案调制信号，
处理过的信号被放大到一定幅度，送到发射线
圈上 信号发送装置：经电磁感应方式或经射频发射 方式，将信号传送到植入部分的接收线圈上，
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3.3 植入式测量及仪器
特点 1、可保证生物体处于自然的生理状态，有利于对各种生理、 生化参数进行连续的实时监测与调控； 2、因体内的信息不需经皮肤测量，因而可大大减少各种干 扰因素，有利于提高信噪比和测量淮确性； 3、有利于对器官与组织的调控，并获得更理想的电刺激响 应，有利于肢体功能的恢复或控制病情； 4、可以模拟人体某些内分泌系统的自然分泌功能，对某些 慢性疾病的长期治疗和康复比常规的方法具有无与伦比的 优越性，例如采用胰岛素的长期缓慢释放装置（人工胰） 后，能有效控制血糖和尿糖在正常范围内，而且可使因糖 尿病而失明的病人重见天日。
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人工心脏的发展史
1895年，试制人工心脏泵对机体的组织和器官进 行灌流。
本世纪30年代，研制出世界上第一个人工心脏。 暂时的辅助性人工心脏，实际上是一种体外循环 机。 1957年美国开始完全人工心脏的研究。1958年制 成塑料的人工心脏，并进行了以人工心脏置换狗 心脏的试验，但这只狗只活了90分钟。 1969年，人工心脏用于人体。