经穴磁刺激系统及诱发脑电特征研究

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经穴磁刺激系统及诱发脑电特征研究 【摘要】 ：经穴磁刺激是将磁刺激技术与传统中医穴位理论相结合,利 用磁线圈产生感应电流刺激穴位,通过经络线传导,激活与穴位相连通 的可兴奋组织细胞,以达到治疗疾病的目的。经穴磁刺激与针灸或电 刺激相比具有无痛,无创伤、不接触、易于重复和进行深部刺激等独 特优点。由于经穴磁刺激技术是近年来兴起的一种新的磁刺激技术 , 其相关的机理和刺激方法仍处于试

验研究阶段 ,还有许多关键问题有 待解决,如：经穴刺激线圈的聚焦性和优化、有效刺激方式、电磁刺 激诱发肌电和脑电特征等。 针对目前经穴电磁刺激技术应用中存在的 问题,本文围绕经穴刺激仪设计与诱发脑电特征提取,研究了经穴电磁 刺激诱发的大脑生物电效应。具体完成工作如下： (1)磁刺激仪硬件 电路设计。为了获得精确可调的刺激信号 , 基于 DDS 技术 , 利用 C8051F021 单片机及内置的模拟／数字外设,设计了磁刺激仪硬件电 路,产生频率、强度、刺激波形可调的电磁刺激信号,同时该电路可实 现外部按键控制以及显示刺激信号参数等功能。 (2)磁刺激线圈设计 与优化。在理论分析载流线圈磁场分布基础上,设计了不同 8 字形和 碗状结构磁刺激线圈,并采用 Ansys 有限元分析软件对线圈沿径向和 轴向产生的磁场分布进行仿真和优化,研究了 8 字形和碗状结构线圈 的磁场聚焦性和刺激深度。 获得了适合于经穴磁刺激系统的最佳线圈 形状和参数,为穴位磁刺激技术应用于临床治疗奠定了良好基础。(3) 磁刺激仪软件系统设计。为了使得软件具有可移植性和通用性 ,磁刺

激仪软件采用 C 语言的模块化编程,同时利用 C8051F021 单片机内置 定时器定时,使得磁刺激仪产生高精度刺激信号。并且通过外加外部 存储器,用于存储刺激信号参数,以防止掉电后参数的丢失。(4)经穴电 磁刺激诱发脑电特征研究。 由于不同经穴电磁刺激方式会诱发不同脑 电信号特征,采用 40 导联脑电事件相关电位仪采集诱发脑电信号,利 用功率谱分析方法提取脑电特征 ,研究经穴电磁刺激的时间效应、频 率效应以及刺激强度、波形对诱发脑电特征的影响。结果表明：刺激 频率为 200Hz、强度为 2mT 且刺激穴位后 5-10 分钟内脑电特征最明 显；在撤去刺激 5 分钟后,脑电特征恢复正常。本文设计的经穴磁刺 激仪以及经穴刺激方法为电磁刺激技术应用于神经系统疾病治疗与 运动系统康复训练等方面奠定了良好的基础。 【关键词】 ：经穴磁刺激 碗状线圈诱发脑电频域特征电磁刺激效应 【学位授予单位】 ：山西大学 【学位级别】 ：硕士 【学位授予年份】 ：2013 【分类号】 ：TN911.7;R245 【目录】 ：目录 4-7Contents7-10 中文摘要 10-12ABSTRACT12-14 第 一章绪论 14-191.1 经穴磁刺激技术概述 141.2 经穴磁刺激与脑电信号 研究意义 14-151.3 国内外研究现状 15-171.3.1 磁刺激研究现状 15-161.3.2 磁刺激诱发神经效应 16-171.4 主要研究内容与论文结构 17-191.4.1 主要研究内容 17-181.4.2 论文结构 18-19 第二章磁刺激仪 硬件系统设计 19-312.1 磁刺激仪原理 19-202.1.1 电磁场理论概述

19-202.1.2 经穴磁刺激电生理基础 202.2 磁刺激仪硬件系统设计 20-302.2.1 设计思路与方法 20-222.2.2 信号发生器设计 22-272.2.3 电 源电路设计 27-292.2.4 功放电路设计 29-302.3 本章小结 30-31 第三章 经穴磁刺激仪线圈设计 31-413.1 线圈优化及仿真 31-383.1.1 磁场分布 理 论 计 算 31-323.1.2 刺 激 线 圈 仿 真 32-363.1.3 仿 真 结 果 与 分 析 36-383.2 磁刺激仪线圈设计 38-403.2.1 线圈制作 383.2.2 线圈参数测 试与分析 38-403.3 本章小结 40-41 第四章经穴磁刺激软件系统设计 41-594.1 软件系统设计概述 41-424.2 主程序设计 42-494.2.1 设计思路 及方法 42-434.2.2 主程序设计 43-494.3 子程序设计 49-584.3.1 按键处 理子程序设计 49-534.3.2 信号输出子程序设计 53-554.3.3 外部存储器 程序设计 55-584.3.4 波形存储表设计 584.4 本章小结 58-59 第五章经 穴电磁刺激诱发脑电特征研究 59-745.1 脑电信号概述 59-625.1.1 脑电 波 595.1.2 脑电信号测量 59-615.1.3 脑电信号处理 61-625.2 经穴电刺 激诱发脑电特征 62-665.2.1 电刺激系统 62-635.2.2 实验方法及过程 63-645.2.3 结果与分析 64-665.3 经穴磁刺激诱发脑电特征 66-735.3.1 磁 刺 激 系 统 66-675.3.2 实 验 方 法 及 过 程 67-685.3.3 结 果 与 分 析 68-735.4 本章小结 73-74 第六章总结与展望 74-756.1 总结 746.2 展望 74-75 参考文献 75-78 攻读学位期间取得的研究成果 78-79 致谢 79-80 个人简况及联系方式 80-82

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