多通道闭环电刺激系统研发及在大鼠颞叶癫痫中的应用

发布时间：2024-03-03 22:37

　　癫痫是十分常见的神经系统疾病,其中难治性癫痫仍然难以通过药物或手术得到有效控制。以电刺激为手段的神经调控技术已经在治疗帕金森、癫痫等神经系统疾病中取得了引人瞩目的成果,而近年来新兴的闭环电刺激通过对大脑状态的实时检测而决定释放反馈电刺激的时间,有望提高电刺激的治疗效果,因此日益受到研究人员和临床医生的关注。但闭环电刺激在治疗难治性癫痫的研究和应用仍面临以下几个主要问题:如何设计低能耗高性能的闭环刺激系统,保证其植入病人体内能够长期运行,同时满足复杂的闭环电刺激调控功能;如何选择最佳的闭环刺激模式,包括刺激位点和刺激参数,对癫痫病灶区域进行神经网络调控;以及如何设计高能效高性能的癫痫检测算法,保障闭环电刺激的实时性和可靠性,同时满足长期的在线癫痫检测需求。本论文针对上述问题进行了设计和探索,主要研究内容和创新点如下:首先,论文设计开发了一种小型化高性能的多通道闭环电刺激系统,该系统具备多路神经信号检测、实时处理和复杂闭环电刺激控制的功能,能够实现长期不间断的闭环电刺激实验。和传统的商用仪器组成的闭环刺激系统相比,该系统具有成本低、易搭建、性能高且功能可灵活配置等优势。其次,在多通道闭环电...

【文章页数】：114 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１电刺激治疗癞痫示意；Ａ图为迷走神经电刺激；Ｂ图为深部电刺激??

美国）和Ｇｉｌｌ剌激器（品??驰公司，中国）。尽管ＶＮＳ为难治性癫痫病人提供了新的替代治疗方案，ＶＮＳ??仍然存在许多不足。ＶＮＳ手术存在术后并发症的风险，如脉冲刺激器位置出现??皮下积液和一侧的声带麻痹等，同时电刺激有产生不良反应的风险，如引起变南、??沙哑、咳嗷、呼吸困难、疼....

图１．２电刺激治疗癫痫中常见的刺激位点??上述的迷走神经电剌激和丘脑前核电剌激等方法均采用了开环电刺激的方??

１０位难??治性局部癫痫病人接受了丘脑前核（ａｎｔｅｒｉｏｒｎｕｃｌｅｕｓｏｆｔｈｃｔｈａｌａｍｕｓ，?ＡＮＴ）高频??（＞１００?Ｈｚ）电刺激治疗，经过２年治疗刺激组的病人较对照组可以平均５６％的??癫痫ｔ作频率。在这份报道中，ＡＮＴ电刺激仅带来少量和情绪及记忆相关的副??作用....

图１．３闭环电刺激系统；Ａ图为ＲＮＳ?Ｎｅｕｒｏｓｔｉｍｕｌａｔｏｒ；?Ｂ图为Ｎｅｕｒｏｃｈｉｐ?２??２０１２年，浙江大学封洲燕教授实验室于提出一种闭环刺激系统的设计，其??

?刺激。在２００６年，美国华盛顿大学的Ｆｅｔｚ教授实验室设计了?ｎｅｕｒｏｃｈｉｐ?（Ｊａｃｋｓｏｎ??ｅｔａｌ．，２００６），是全自动化的闭环刺激系统早期的原型。其主要由１路刺激通道、??２路记录通道、红外数据传输和简单的可编程片上系统（ＰＳｏＣ，?Ｃｙｐｒｅｓｓ公司，??美国....

图２．?１多通道闭环刺激系统框图??（１）通道模拟信号采集前端：设计满足至少３２个通道的采集模块，釆集??

，减少搭建闭环刺激系统的成本，缩短闭环试验设计的开发周期，提供高??性能、灵活可配置的功能接口。??２．１多通道闭环刺激系统硬件原理设计??传统的闭环电刺激系统往往需要由采集设备、计算机、剌激器等设备搭建完??成，系统成本高且复杂繁琐，加上受传输线缆的限制，实验对象往往需要麻醉或....

本文编号：3918459