动物实验用植入式脊髓电刺激系统的研制

发布时间：2021-10-05 00:42

　　脊髓硬膜外电刺激（ESCS）是一种通过植入脊柱椎管内硬膜外腔的刺激电极，将电刺激脉冲传递至脊髓内，直接刺激中枢神经组织的技术。实验证明ESCS结合减重跑台训练对慢性不完全脊髓损伤（ISCI）患者的行走功能康复具有积极的作用，但其确切的调控机制以及如何选择刺激参数仍不明确，需通过长期动物实验进行研究。然而目前商用的植入式神经电刺激器价格昂贵，体积较大，不适于动物实验，因此用于动物实验的ESCS系统有待开发。本文以国家自然科学基金项目（项目号：60874035）为依托，基于感应耦合实现数据和能量的经皮无线传输，设计了可用于小型动物的长期实验的，低成本、小型化的全植入ESCS刺激器。该刺激器不仅填补了动物实验用ESCS系统的空白，而且解决了动物实验用植入式器件的体外供能问题。本论文首先对ESCS进行了简单的说明，介绍了相关的研究背景与目前的研究热点，描述了神经冲动的产生与传导、脊髓的解剖结构和生理特点等问题，并对ESCS的刺激波形和刺激参数进行了设计。然后，根据刺激器工作特点和性能需要，本文设计了一种植入式ESCS刺激系统的开发方案，并详细介绍了各模块的设计和软硬件实现。最后，本文给出了系统... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 课题来源及背景
    1.2 课题目的及意义
    1.3 植入式神经电刺激技术及其研究现状
    1.4 无线信息与能量传输技术及其研究现状
    1.5 论文主要内容
2 硬膜外脊髓电刺激
    2.1 动作电位的产生与传导
    2.2 脊髓和脊髓损伤
    2.3 脊髓电刺激用于行走功能康复
3 植入式脊髓电刺激系统的方案设计
    3.1 脊髓电刺激的动物实验方案
    3.2 刺激波形和刺激参数设计
    3.3 基于感应耦合的信息与能量传输
    3.4 植入式脊髓电刺激系统的组成
4 植入式脊髓电刺激系统的实现
    4.1 个人数字助理的软硬件实现
    4.2 动物体外控制器的软硬件实现
    4.3 体内刺激器的软硬件实现
5 植入式脊髓电刺激系统的离体试验
    5.1 植入式脊髓电刺激系统的原型样机
    5.2 植入式脊髓电刺激系统的测试
    5.3 刺激系统的离体试验
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录一 硕士期间发表和录用的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]用于植入式医疗仪器的无线通信系统研究[J]. 王伟明,马伯志,郝红伟,刘方军,胡春华,李路明.  中国生物医学工程学报. 2009(03)
[2]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)
[3]视觉功能修复方法[J]. 周业,牛金海,刘易非,牛帅,周阳,吴开杰,任秋实.  中国生物医学工程学报. 2008(04)
[4]基于Zigbee通信的植入式神经电刺激系统的研究[J]. 黄华,吴宝明,冯正权,卓豫,何庆华.  医疗卫生装备. 2007(10)
[5]硬脊膜外脊髓电刺激器的实验设计[J]. 王永骥,张潇,何际平,徐琦.  中国临床康复. 2006(29)
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[7]一种用于体内诊疗装置的无线能量传输方案[J]. 樊华,郑小林,皮喜田,彭承琳.  北京生物医学工程. 2004(03)
[8]微电子技术在生物医学中的应用与发展[J]. 谢翔,张春,王志华.  电路与系统学报. 2003(02)
[9]体外感应供电神经肌肉刺激器的研制[J]. 陈马丁,苑继承,朱新亚,郭淑香,高弘,荆西京.  第四军医大学学报. 2001(18)
[10]感应电能传输——电力电子及电气自动化的新领域[J]. 李宏.  电气传动. 2001(02)

硕士论文
[1]非接触式手机充电平台的设计[D]. 孙轩.浙江大学 2010
[2]生物体内置电装置的外部供电模式研究[D]. 卓勇.重庆大学 2007
[3]不同神经移位方法行截瘫周围神经功能重建后神经生长能力的研究[D]. 孙来卿.第二军医大学 2005



本文编号：3418658