【摘要】：背景心臟起搏器是利用微電子技術(shù),模擬心臟沖動發(fā)生和傳導(dǎo)等電生理功能,用低能量電脈沖刺激心臟使之發(fā)生激動,從而達到治療心動過緩以及在緩慢心率基礎(chǔ)上發(fā)生的心律失常的目的。美國Hyman醫(yī)生于1930年發(fā)明了世界上首臺脈沖發(fā)生器,這臺由發(fā)條驅(qū)動、摩擦生電的脈沖發(fā)生器重達7.2kg,只有簡單的頻率調(diào)節(jié)功能。近幾十年,隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)、電子技術(shù)、材料與能源技術(shù)的不斷進步,心臟起搏器也獲得了巨大的發(fā)展,現(xiàn)今的起搏器功能更全面、性能更高、質(zhì)量和體積更小,已成為治療心動過緩、包括病竇綜合征和房室傳導(dǎo)阻滯等心臟病的高精技術(shù)儀器,至今已挽救了數(shù)以百萬計患者的生命。我國對心臟起搏器的研究起步于上世紀(jì)60年代,經(jīng)過50余年的發(fā)展,雖然獲得了相應(yīng)的發(fā)展,但與國外先進起搏器廠商相比還有較大的差距,國外廠商長期占據(jù)著起搏器市場的主導(dǎo)地位。近幾年隨著人們生活節(jié)奏的加快以及人口老齡化的加劇,心血管疾病的發(fā)病率不斷升高,心律失常、心衰患者的數(shù)量逐年增加,我國心臟起搏器的需求量將不斷增大,所有我們有必要對心臟起搏器進行更加深入的研究,并在傳統(tǒng)起搏器基礎(chǔ)上加以改進。目的設(shè)計一種新型單腔起搏器系統(tǒng),該系統(tǒng)包括心臟起搏器和程控器兩部分,在實現(xiàn)傳統(tǒng)起搏器功能的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)無線充電功能,延長起搏器工作年限。方法心臟起搏器基于超低功耗微處理器設(shè)計,整個電路設(shè)計有心電檢測模塊、脈沖發(fā)放模塊、電池檢測模塊、無線通訊模塊以及無線充電接收模塊。程控器電路包括MCU主控模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、LCD顯示模塊、無線通訊模塊、無線充電發(fā)送模塊等。心臟起搏器系統(tǒng)中的無線通訊模塊基于低功耗藍(lán)牙(Bluetooth Low Energy,BLE)設(shè)計,在低功耗的前提下保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴＝Y(jié)果電極導(dǎo)線檢測到的心電信號需先經(jīng)放大、濾波處理,然后交與微處理器處理分析,微處理器可通過分析的結(jié)果調(diào)節(jié)下一次脈沖發(fā)放。心臟起搏器脈沖的幅值可在0.5~8.0V之間調(diào)節(jié),脈寬可調(diào)范圍為0.5~1.5ms,起搏頻率可調(diào)范圍為30~160PPM(Pulses Per Minute)。程控器可在體外通過無線通訊模塊與起搏器進行數(shù)據(jù)交換,并保存相關(guān)數(shù)據(jù)。此外,程控器還可控制無線充電功能的啟動與關(guān)閉。結(jié)論本課題設(shè)計出一種基于微處理器設(shè)計的心臟起搏器系統(tǒng),在實現(xiàn)傳統(tǒng)心臟起搏器功能的基礎(chǔ)上,可對起搏脈沖幅度、脈寬和起搏頻率進行精確控制,并且體外無線充電功能能有效延長起搏器工作年限,減少患者更換起搏器的次數(shù),減輕患者的經(jīng)濟負(fù)擔(dān)。
【學(xué)位授予單位】：安徽醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TH789
【圖文】：

圖 1 美敦力 Micra TPS 起搏器Fig1 Medtronic Micra TPS pacemaker1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀目前國內(nèi)獲得國家食藥監(jiān)總局（CFDA）批準(zhǔn)的國產(chǎn)起搏器生產(chǎn)廠商僅有三家

圖 2 2015 年國內(nèi)心臟起搏器市場Fig2 Domestic pacemaker market in 2015來說國內(nèi)心臟起搏器研究不僅起步較晚，而且受工藝技術(shù)、材術(shù)的限制，發(fā)展較為緩慢，目前主要通過與國外先進起搏器廠

心臟起搏器功能框圖

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本文編號：2778684