長(zhǎng)期以來,對(duì)于運(yùn)動(dòng)性障礙、癲癇、帕金森等神經(jīng)性疾病的治療通常依賴于藥物治療和非藥物治療兩種方式,這兩種方法都有一定的功效,但是都存在著一定的不足,應(yīng)用上受到很多限制。近年來,隨著微電子技術(shù)的發(fā)展,植入式醫(yī)療設(shè)備（Implantable Device,IMD）獲得了廣泛關(guān)注。臨床證明,植入式醫(yī)療設(shè)備具有對(duì)人體損傷小,并發(fā)癥小,可逆等優(yōu)點(diǎn),但是傳統(tǒng)的植入式醫(yī)療設(shè)備需要在胸腔植入較大體積的原電池進(jìn)行供電,在手術(shù)難度和機(jī)械制作方面都有很大的難度。因此,設(shè)計(jì)一種可以具有無線能量傳輸、低功耗、系統(tǒng)控制強(qiáng)和安全系數(shù)高等特點(diǎn)的植入式電刺激器就顯得尤為重要。本文在查閱大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,分析總結(jié)了腦深部電刺激器的電刺激機(jī)理與發(fā)展現(xiàn)狀;分析總結(jié)幾種腦深部電刺激器結(jié)構(gòu)與工作原理,深入研究了腦深部電刺激器設(shè)計(jì)的各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),包括供電技術(shù)、電容充電技術(shù)、電荷平衡、高能效技術(shù)等。結(jié)合腦深部電刺激器微型化、高能效的設(shè)計(jì)要求,提出了一種基于無線能量傳輸?shù)哪X深部開關(guān)電容刺激器,并詳細(xì)論述了方案的可行性。整個(gè)腦深部開關(guān)電容刺激器分為體外控制部分和體內(nèi)刺激器兩部分,論文重點(diǎn)分析研究體內(nèi)刺激器的設(shè)計(jì)方法。該電路系統(tǒng)主要包括:電... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

無線能量傳輸設(shè)備：(a)視覺假體，(b)NFC設(shè)備，(c)手機(jī)無線充電

在調(diào)研大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，本課題主要研究一種無線植入式腦深部刺激器（Deep brain stimulation ，DBS）。實(shí)踐表明，DBS 對(duì)于帕金森，震顫神經(jīng)疾病有很好的治療效果。由于目前采用的腦深部電刺激器存在原電池定期換，機(jī)械問題和數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定等問題，本課題基于這些問題，提出利用無線行能量和數(shù)據(jù)傳輸。之所以使用無線能量與數(shù)據(jù)傳輸，是因?yàn)槠淇梢杂行а娱L(zhǎng)刺激器使用壽命，降低患者痛苦，具有重要的使用價(jià)值。為了更詳細(xì)的說明植入式醫(yī)療設(shè)備的各個(gè)組件，圖 1.2 給出了脊髓刺激器備也就是可植入式脈沖產(chǎn)生器(Implantable pulse generator , IPG),展示了其內(nèi)部構(gòu)與外部造型，該設(shè)備通常植入到胸腔中或腹腔中。該設(shè)備由生物相容性材料成，例如鈦。這里還特意給出了電纜的實(shí)物圖，其功能是將電極連接到目標(biāo)區(qū)域這種設(shè)備通常通過感應(yīng)鏈接由體外的功率增益天線控制。IPG 內(nèi)部印刷電路板(Printed circuit boards , PCB)實(shí)物圖如圖 1.2 所示，并特意標(biāo)示出電池以及電路板。其中電池要占用很大的一部分體積，這是由于1)IPG設(shè)備工作需要相對(duì)較高的能量(技術(shù)手冊(cè)顯示刺激幅度高達(dá)25.5mA)。2)I的工作狀態(tài)是能量效率的決定因素，例如 IPG 的刺激頻率。

第二章 無線腦深部電刺激器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)原理第二章 無線腦深部電刺激器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)原理本章將在闡明針對(duì)帕金森綜合征、震顫等神經(jīng)疾病治療的無線腦深部電刺激器的工作原理基礎(chǔ)上，主要描述植入式 DBS 刺激器的系統(tǒng)架構(gòu)及其工作原理，分析電路系統(tǒng)的電源管理模塊相關(guān)電路設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上，比較三種刺激器，分析其優(yōu)缺點(diǎn)。2.1 植入式腦深部電刺激器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理植入式腦深部電刺激器的基本工作思想是：利用體外控制器調(diào)制控制信號(hào)，之后將其通過無線通信傳輸?shù)襟w內(nèi)刺激器，體內(nèi)刺激器接收并且解調(diào)控制信號(hào)，產(chǎn)生刺激信號(hào)并且通過電極傳輸?shù)缴窠?jīng)組織，實(shí)現(xiàn)神經(jīng)疾病治療。如圖 2.1 所示。


本文編號(hào)：2920940