无线高压脑深部电刺激器的研究与设计
发布时间：2022-01-07 06:51
脑深部电刺激器（Deep Brain Stimulation,DBS）对癫痫、帕金森氏症、阿尔茨海默病等神经系统疾病具有一定的治疗效果已经得到临床证实。采用无线能量和数据传输的DBS可以克服传统的原电池供电的DBS使用周期短和占用空间大等缺点。有研究指出,高密度的电刺激对神经系统疾病具有更好的治疗效果。若要实现高密度的电刺激,就需要较多的刺激通道,植入到人体的刺激电极的直径比较小,其阻抗就会比较大,采用较高的刺激电压才能获到达到治疗效果的刺激电流。因此设计一款无线能量和数据传输的高压脑深部电刺激器具有重要的研究意义。本文通过对植入式电刺激器的发展进行调研和分析,设计了一款无线能量和数据传输的高压脑深部电刺激器。所设计的无线高压脑深部电刺激器采用感应耦合的能量传输方式和ASK的数据调制方式实现了能量和数据的稳定传输。具有高电源抑制比无片外电容的LDO为系统提供了±1.5V的直流低压,电流源型的无线高压传输结构为系统提供了±10V的直流高压,后端数据遥测电路实现了系统能量的闭环控制。数据和时钟恢复电路实现了控制信号和时钟的恢复,并通过电平转换电路实现了控制信号低压到高压的转换。电容串联形成...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
几种电刺激器：(a)脑深部电刺激器；(b)人工耳蜗；(c)视觉假体[11]
第二章 无线高压脑深部电刺激器的结构和设计原理本章主要描述无线高压脑深部电刺激器的结构以及其设计原理，提出设计标，系统地分析电源管理、数据反向遥测等关键模块的实现方法，比较常见种刺激方式的优缺点，选择适合所设计的无线高压脑深部电刺激器关键模块的构，为所设计的无线高压脑深部电刺激器提供理论基础。2.1 无线高压脑深部电刺激器的系统结构及其工作原理神经刺激器治疗神经性系统疾病的机制是通过电极将电荷传输到脑组织果在刺激电极中注入足够的电荷，将使神经组织膜去极化到阈值，并产生单播的动作电位信号，从而达到治疗癫痫、帕金森氏症等神经系统疾病的目的线高压脑深部电刺激器系统是一种通过用户在计算机图形用户界面(Graphical Interface,GUI) 上填写参数（例如刺激时间间隔、刺激幅值、刺激时间等），在植入人体内部的刺激电极上产生用来激活神经组织的可调脉冲电压以治疗神经系统疾病的器械。
合肥工业大学硕士学位论文低压电源管理单元通常是由整流电路、带隙基准和 LDO 组成，其框图示[34]。整流电路将植入到人体内部的接收线圈上的交流信号转换为直流信隙基准产生基准电压，LDO 的将整流电路的输出电压进行稳压，最终输出直流低压来为高压脑深部电刺激器芯片的低压部分供电。
【参考文献】：
期刊论文
[1]脑深部电刺激的神经保护作用的研究进展[J]. 陈颍川,朱冠宇,张建国. 临床神经外科杂志. 2018(05)
[2]用于电刺激人造视网膜系统的专用集成电路设计[J]. 陈曦,周杰,郭训华,郑志恒,李慧,陈诚,王国兴. 上海交通大学学报. 2018(10)
[3]An ultra-low power output capacitor-less low-dropout regulator with slew-rate-enhanced circuit[J]. Xin Cheng,Yu Zhang,Guangjun Xie,Yizhong Yang,Zhang Zhang. Journal of Semiconductors. 2018(03)
[4]脑深部电刺激术治疗帕金森病新进展[J]. 陈宇昆,王学廉. 中国临床神经外科杂志. 2018(01)
[5]一种可编程无线神经刺激系统的设计与实现[J]. 张章,余文成,谭烨,曾剑敏,解光军. 中国医疗器械杂志. 2016(01)
[6]一种用于VCO供电的低噪声LDO[J]. 王建伟,张启帆,张先仁,陈升,张润曦,石春琦. 微电子学. 2015(05)
[7]有源植入式医疗器械的电池技术发展[J]. 马伯志,郝红伟,李路明. 中国医疗器械杂志. 2015(03)
[8]脑深部电刺激治疗癫痫的靶点选择[J]. 张檀,刘崇,张建国,孟凡刚. 中华神经外科杂志. 2013 (01)
[9]闭环植入式神经刺激器的现状与发展趋势[J]. 袁媛,郝红伟,李路明. 中国生物医学工程学报. 2012(05)
[10]植入式神经刺激器的现状与发展趋势[J]. 李路明,郝红伟. 中国医疗器械杂志. 2009(02)
硕士论文
[1]高压无线功能性电刺激系统关键模块的研究与设计[D]. 刘俊丞.合肥工业大学 2018
[2]无线脑深部开关电容型刺激器系统的研究与设计[D]. 丁婧.合肥工业大学 2017
[3]一种电刺激上肢外周神经抑制房颤的穿戴式仪器研制[D]. 刘春.浙江大学 2017
[4]无线脑深部电刺激器关键技术的研究与设计[D]. 谭烨.合肥工业大学 2016
[5]低功耗瞬态增强型无片外电容LDO[D]. 陈舒裴.合肥工业大学 2015
[6]实时癫痫电位检测与闭环式深部脑刺激系统的设计[D]. 胡振华.浙江大学 2014
[7]基于磁耦合谐振的无线能量传输技术研究[D]. 李莎.河南师范大学 2013
[8]人工视觉假体中能量与数据的无线传输装置研究[D]. 周阳.上海交通大学 2008
本文编号：3574046
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
几种电刺激器：(a)脑深部电刺激器；(b)人工耳蜗；(c)视觉假体[11]
第二章 无线高压脑深部电刺激器的结构和设计原理本章主要描述无线高压脑深部电刺激器的结构以及其设计原理，提出设计标，系统地分析电源管理、数据反向遥测等关键模块的实现方法，比较常见种刺激方式的优缺点，选择适合所设计的无线高压脑深部电刺激器关键模块的构，为所设计的无线高压脑深部电刺激器提供理论基础。2.1 无线高压脑深部电刺激器的系统结构及其工作原理神经刺激器治疗神经性系统疾病的机制是通过电极将电荷传输到脑组织果在刺激电极中注入足够的电荷，将使神经组织膜去极化到阈值，并产生单播的动作电位信号，从而达到治疗癫痫、帕金森氏症等神经系统疾病的目的线高压脑深部电刺激器系统是一种通过用户在计算机图形用户界面(Graphical Interface,GUI) 上填写参数（例如刺激时间间隔、刺激幅值、刺激时间等），在植入人体内部的刺激电极上产生用来激活神经组织的可调脉冲电压以治疗神经系统疾病的器械。
合肥工业大学硕士学位论文低压电源管理单元通常是由整流电路、带隙基准和 LDO 组成，其框图示[34]。整流电路将植入到人体内部的接收线圈上的交流信号转换为直流信隙基准产生基准电压，LDO 的将整流电路的输出电压进行稳压，最终输出直流低压来为高压脑深部电刺激器芯片的低压部分供电。
【参考文献】：
期刊论文
[1]脑深部电刺激的神经保护作用的研究进展[J]. 陈颍川,朱冠宇,张建国. 临床神经外科杂志. 2018(05)
[2]用于电刺激人造视网膜系统的专用集成电路设计[J]. 陈曦,周杰,郭训华,郑志恒,李慧,陈诚,王国兴. 上海交通大学学报. 2018(10)
[3]An ultra-low power output capacitor-less low-dropout regulator with slew-rate-enhanced circuit[J]. Xin Cheng,Yu Zhang,Guangjun Xie,Yizhong Yang,Zhang Zhang. Journal of Semiconductors. 2018(03)
[4]脑深部电刺激术治疗帕金森病新进展[J]. 陈宇昆,王学廉. 中国临床神经外科杂志. 2018(01)
[5]一种可编程无线神经刺激系统的设计与实现[J]. 张章,余文成,谭烨,曾剑敏,解光军. 中国医疗器械杂志. 2016(01)
[6]一种用于VCO供电的低噪声LDO[J]. 王建伟,张启帆,张先仁,陈升,张润曦,石春琦. 微电子学. 2015(05)
[7]有源植入式医疗器械的电池技术发展[J]. 马伯志,郝红伟,李路明. 中国医疗器械杂志. 2015(03)
[8]脑深部电刺激治疗癫痫的靶点选择[J]. 张檀,刘崇,张建国,孟凡刚. 中华神经外科杂志. 2013 (01)
[9]闭环植入式神经刺激器的现状与发展趋势[J]. 袁媛,郝红伟,李路明. 中国生物医学工程学报. 2012(05)
[10]植入式神经刺激器的现状与发展趋势[J]. 李路明,郝红伟. 中国医疗器械杂志. 2009(02)
硕士论文
[1]高压无线功能性电刺激系统关键模块的研究与设计[D]. 刘俊丞.合肥工业大学 2018
[2]无线脑深部开关电容型刺激器系统的研究与设计[D]. 丁婧.合肥工业大学 2017
[3]一种电刺激上肢外周神经抑制房颤的穿戴式仪器研制[D]. 刘春.浙江大学 2017
[4]无线脑深部电刺激器关键技术的研究与设计[D]. 谭烨.合肥工业大学 2016
[5]低功耗瞬态增强型无片外电容LDO[D]. 陈舒裴.合肥工业大学 2015
[6]实时癫痫电位检测与闭环式深部脑刺激系统的设计[D]. 胡振华.浙江大学 2014
[7]基于磁耦合谐振的无线能量传输技术研究[D]. 李莎.河南师范大学 2013
[8]人工视觉假体中能量与数据的无线传输装置研究[D]. 周阳.上海交通大学 2008
本文编号：3574046
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