具有信号存储和重播功能的微电子神经/肌电桥设计

发布时间：2023-09-28 23:31

　　脑卒中是全球死亡率最高的疾病之一。随着现代医学的发展,脑卒中的死亡率得到了控制,但致残率仍然居高不下。在脑卒中导致的残疾中,肢体瘫痪占了最大的比例。肢体瘫痪会直接导致患者丧失劳动能力甚至生活不能自理,对个人、家庭和社会造成沉重的负担。目前对于肢体瘫痪仍然没有有效的治疗措施,为此,课题组提出了微电子神经／肌电桥的思想来重建肢体运动功能。基于微电子神经/肌电桥和对侧控制的理论思想,本文在课题组前期的基础上设计开发了帮助偏瘫患者重建肢体运动功能的系统。该系统利用体表探测电极采集偏瘫患者健侧肢体动作时的肌电信号,通过一系列处理后作用于患侧肢体做出相同的动作,实现健侧肢体到患侧肢体的实时动作控制。本文首先分析现有功能性电刺激系统的不足,再详细介绍本文中系统所基于的理论基础,随后从硬件和软件两个方面详细的介绍本文设计的系统。系统的硬件包括电源模块、探测电路模块、主控电路模块、外周设备模块和刺激电路模块,软件部分包括了各部分驱动程序和信号处理算法程序。系统的主控芯片采用基于ARM Contex-M3内核的STM32F103VET6,该芯片运算速度快、功耗低,并有丰富的外设接口使得整个系统有多种功能。...

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景与意义
        1.1.1 脑卒中
        1.1.2 脊髓损伤
        1.1.3 肢体瘫痪运动功能恢复方法
    1.2 功能性电刺激
        1.2.1 功能性电刺激简介
        1.2.2 FES系统简介
        1.2.3 FES刺激参数选择
    1.3 国内外FES系统的应用
        1.3.1 植入式上肢FES系统
        1.3.2 表面上肢FES系统
        1.3.3 下肢FES系统
        1.3.4 国内FES研究与应用
        1.3.5 FES系统的不足
    1.4 论文的研究内容和目标
第2章 系统设计概述
    2.1 系统的理论基础
        2.1.1 微电子神经桥
        2.1.2 微电子肌电桥
        2.1.3 对侧控制功能性电刺激
    2.2 系统的硬件概述
    2.3 系统的软件概述
    2.4 本章小结
第3章 系统硬件设计
    3.1 肌电信号探测电路
        3.1.1 肌电信号探测
        3.1.2 肌电信号探测电路设计
    3.2 电源电路
    3.3 控制电路部分
        3.3.1 主控电路模块
        3.3.3 数字电位器模块
        3.3.4 LCD屏幕电路模块
        3.3.5 SD卡电路模块
        3.3.6 USB接口电路模块
    3.4 FES激励电路模块
        3.4.1 刺激电路具体要求
        3.4.2 刺激电路电路设计
    3.5 本章小结
第4章 系统软件设计
    4.1 引言
        4.1.1 嵌入式开发流程
        4.1.2 软件开发环境
    4.2 软件开发的整体任务
    4.3 系统各功能模块软件设计
        4.3.1 普通FES模式程序设计
        4.3.2 桥接模式程序设计
        4.3.3 移植FatFs程序设计
        4.3.4 SD卡程序设计
        4.3.5 刺激参数设置程序设计
        4.3.6 LCD显示屏幕软件设计
    4.4 本章小结
第5章 系统测试与临床试验
    5.1 探测电路测试
    5.2 SD卡验证测试
        5.2.1 SD卡读写文件
        5.2.2 SD卡读写信号
    5.3 医院临床试验
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢



本文编号：3848832