论文摘要
尿失禁是公认的影响人类健康的五大疾病之一。目前,在我国女性尿失禁发病率占总人口的40%以上。但由于尿失禁牵扯到个人隐私,很多患者不愿去医院就医,而国内现有医疗资源很难为患者提供安全、隐蔽的治疗条件,国外公司生产的便携式尿失禁治疗产品,价格昂贵且都为有线式设计,构造方面的原因使得患者在治疗过程中存在暴露问题。因此,研制一种既方便安全,又能保护患者隐私的尿失禁治疗仪显得愈发紧迫。本课题基于尿失禁的发病机理,在分析总结国内外类似装置的基础上,自主研发了一种新型的无线便携式尿失禁治疗仪（以下简称:治疗仪）。该治疗仪包括电刺激探头和控制调节器。电刺激探头插入妇女骨盆内特定位置后,发出电脉冲对相应肌肉组织进行刺激,以达到应有的治疗效果,使之恢复正常机能。控制调节器用来控制电脉冲的幅度、频率和波形,使治疗最为有效。本设计的创新点有:首先,将无线射频技术结合单片机技术应用于肌电刺激,实现了控制器与探头之间的无线通信,避免了使用导联带来的种种不便。其次,对传统电刺激波形进行了优化,并将其应用于该治疗仪,提升了治疗仪的治疗效果。再次,高集成度的探头设计,使治疗仪成为真正意义上的便携式仪器。此外,采用了智能处理措施,设计出独特的探头电源管理和充电方案,简化了治疗仪的操作,并保证其长期可靠的工作。本文将从尿失禁及尿失禁治疗仪的背景及发展情况出发,介绍女性尿失禁的发病机理、分类及各种现有的治疗方法,分析、对比各种治疗方法及现有仪器的优劣后,并着重讨论治疗仪的设计思路方案,包括以下主要工作:系统的总体方案及各功能模块进行设计;探头与控制器之间无线通讯与控制系统的设计及开发;探头内+5V+60V升压模块设计与开发;刺激波形的优化设计与实现;控制器内充电方案及友好人机界面的设计;探头刺激工作电路与充电电路之间切换电路的设计与实现。
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摘要Abstract第1章 绪论1.1 课题背景1.1.1 课题来源1.1.2 研究目的和意义1.2 国内外研究现状1.2.1 国内外临床应用电刺激治疗尿失禁的效果1.2.2 国内外生产的电刺激尿失禁治疗仪的情况1.3 本文主要研究内容第2章 女性尿失禁的发病机理及治疗方法2.1 尿失禁的发病机理2.1.1 膀胱异常导致尿失禁的机制2.1.2 尿道括约肌异常导致尿失禁的机制2.2 女性尿失禁的分类及相应的治疗方法2.2.1 压力性尿失禁2.2.2 急迫性尿失禁2.2.3 混合型尿失禁2.2.4 固有括约肌缺损2.3 女性尿失禁的手术治疗方法2.4 女性尿失禁的非手术和非药物治疗2.4.1 盆底肌肉锻炼2.4.2 生物反馈2.4.3 行为治疗2.4.4 电刺激治疗2.5 电刺激的分类与应用进展2.5.1 电刺激的分类2.5.2 电刺激的应用进展2.6 本章小节第3章 电刺激机理及刺激波形的选定3.1 引言3.2 电刺激的基本原理3.3 刺激引起兴奋的条件3.4 细胞在兴奋及其恢复过程中的兴奋性变化3.5 刺激波形的选定3.6 本章小结第4章 总体方案设计与选择论证4.1 系统总体设计4.2 系统要达到的各项指标4.3 电源的设计及选型4.3.1 探头内的最优化电源4.3.2 +5V 及＋3.3V 电源4.4 电极升压模块4.4.1 升压模块的选择分析4.4.2 升压模块LT3464 的确定4.5 脉冲调节及优化4.6 体温检测模块4.6.1 DS18B20 功能简介4.6.2 电路调试过程中出现的问题及解决方法4.7 探头内刺激电路与电池充电电路的切换4.8 自动充电电路4.8.1 硬件电路及原理4.8.2 元件的选择及参数的计算4.8.3 电路调试过程中出现的问题及解决方法4.8.4 实际记录结果4.9 液晶显示电路4.10 无线模块4.11 参数控制模块4.12 本章小结第5章 系统的软件设计及实现5.1 系统软件的需求分析5.2 显示模块软件设计5.3 测温软件设计5.3.1 DS18B20 的初始化5.3.2 DS18B20 的ROM 指令和功能指令5.3.3 DS18B20 的读写时序5.4 脉冲波形产生的软件设计5.5 无线模块通讯的软件实现5.5.1 SPI 通讯协议5.5.2 nRF24L01 的通讯实现5.5.3 nRF24L01 的双向通讯的实现5.5.4 应用于项目中的实际算法5.6 本章小结结论参考文献攻读学位期间发表的学术论文致谢
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