高壓無(wú)線功能性電刺激系統(tǒng)關(guān)鍵模塊的研究與設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2021-01-15 05:50
可植入式醫(yī)療器械(Implantable Medical Devices,IMDs)已經(jīng)被臨床證明是一種用來(lái)緩和神經(jīng)系統(tǒng)疾病的有效治療手段,因此提升IMDs的能量效率和性能十分關(guān)鍵。相比于植入式電池的皮下有線供電,通過(guò)皮膚進(jìn)行無(wú)線能量傳輸是目前唯一能夠解決電池尺寸以及功率受限問(wèn)題并且提升IMDs性能的方案。另一方面,IMDs中的能量傳輸結(jié)構(gòu)應(yīng)該具有較高的能量轉(zhuǎn)換效率(Power Conversion Efficiency,PCE),并且能夠工作在更小的接收功率以及較遠(yuǎn)的傳輸距離下。因此設(shè)計(jì)一款具有無(wú)線能量傳輸、通用可配置、高效率、低功耗等特點(diǎn)的功能性電刺激器具有非常重大的研究意義。本文通過(guò)對(duì)功能性神經(jīng)電刺激器的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)研和分析,提出了一些可用于高恒流電壓無(wú)線功能性電刺激器系統(tǒng)的關(guān)鍵模塊。本文所提出的新型的無(wú)線能量傳輸結(jié)構(gòu)——電流源型無(wú)線能量傳輸(current-based wireless power transmission,CWPT)結(jié)構(gòu),有效地提高了經(jīng)皮無(wú)線能量傳輸?shù)膫鬏斝屎徒邮斩耍≧x)的輸出電壓。與傳統(tǒng)感應(yīng)能量傳輸結(jié)構(gòu)不同的是,CWPT結(jié)構(gòu)是把接收端(Rx)的LC回路...
【文章來(lái)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(yè)數(shù)】:74 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 背景介紹
1.2 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀
1.3 發(fā)展方向
1.4 論文大綱
第二章 無(wú)線功能性電刺激器的結(jié)構(gòu)和工作原理
2.1 功能性電刺激器結(jié)構(gòu)和工作原理
2.2 功能性電刺激器的供電來(lái)源
2.3 功能性電刺激器的電源管理單元
2.3.1 AC-DC整流器
2.3.2 整流器的閾值電壓補(bǔ)償技術(shù)
2.4 功能性電刺激器的無(wú)線數(shù)據(jù)通信
2.4.1 NFC技術(shù)
2.4.2 ASK調(diào)制解調(diào)原理
2.5 本章小結(jié)
第三章 高恒流壓無(wú)線能量傳輸結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)
3.1 采用升壓方式的高壓無(wú)線能量傳輸結(jié)構(gòu)
3.2 采用降壓方式的高壓無(wú)線能量傳輸結(jié)構(gòu)
3.3 電流源型無(wú)線能量傳輸結(jié)構(gòu)
3.3.1 CWPT結(jié)構(gòu)概述
3.3.2 CWPT結(jié)構(gòu)的電路原理
3.4 本章小結(jié)
第四章 高恒流電壓刺激器關(guān)鍵電路設(shè)計(jì)
4.1 功能性電刺激器關(guān)鍵模塊結(jié)構(gòu)圖
4.2 數(shù)據(jù)接收恢復(fù)模塊
4.2.1 OOK解調(diào)電路
4.2.2 PPM-CDR電路
4.2.3 串并轉(zhuǎn)換輸出電路
4.2.4 數(shù)據(jù)編碼
4.3 時(shí)鐘接收恢復(fù)模塊
4.4 刺激控制模塊
4.4.1 時(shí)鐘信號(hào)控制模塊
4.4.2 刺激信號(hào)控制模塊
4.5 電平轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)
4.6 本章小結(jié)
第五章 刺激器關(guān)鍵電路的仿真結(jié)果分析
5.1 CWPT結(jié)構(gòu)仿真結(jié)果
5.2 數(shù)據(jù)接收恢復(fù)模塊仿真結(jié)果
5.3 時(shí)鐘接收恢復(fù)模塊仿真結(jié)果
5.4 刺激控制模塊仿真結(jié)果
5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 論文工作總結(jié)
6.2 改進(jìn)工作與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況
1)參加的學(xué)術(shù)交流與科研項(xiàng)目
2)發(fā)表的學(xué)術(shù)論文(含專(zhuān)利和軟件著作權(quán))
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]無(wú)線無(wú)源的參數(shù)可控脈沖發(fā)生器[J]. 熊慧,李剛,張旺明,徐如詳,林凌. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2013(04)
[2]閉環(huán)植入式神經(jīng)刺激器的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 袁媛,郝紅偉,李路明. 中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào). 2012(05)
[3]植入式腦神經(jīng)刺激器的設(shè)計(jì)[J]. 溫志浩,陳海軍. 臨床醫(yī)學(xué)工程. 2012(07)
[4]腦深部電刺激術(shù)在中國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 張建國(guó),馬羽,劉煥光. 中國(guó)神經(jīng)精神疾病雜志. 2009(07)
[5]視覺(jué)假體的研究進(jìn)展與面臨的挑戰(zhàn)[J]. 任秋實(shí). 生命科學(xué). 2009(02)
[6]植入式神經(jīng)刺激器的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 李路明,郝紅偉. 中國(guó)醫(yī)療器械雜志. 2009(02)
[7]一種可編程植入式神經(jīng)刺激系統(tǒng)[J]. 郝紅偉,李路明,馬伯志,陳昭陽(yáng),劉方軍,薛林,曹洋,董婕. 航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程. 2008(02)
博士論文
[1]大鼠機(jī)器人遙控遙測(cè)系統(tǒng)與行為模式研究[D]. 張典.電子科技大學(xué) 2013
碩士論文
[1]功能性電刺激關(guān)鍵芯片技術(shù)的研究和設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)[D]. 易欣.上海交通大學(xué) 2013
[2]無(wú)線控制腦深部電刺激器(DBS)技術(shù)研究[D]. 王晨光.中北大學(xué) 2009
本文編號(hào):2978358
【文章來(lái)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(yè)數(shù)】:74 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 背景介紹
1.2 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀
1.3 發(fā)展方向
1.4 論文大綱
第二章 無(wú)線功能性電刺激器的結(jié)構(gòu)和工作原理
2.1 功能性電刺激器結(jié)構(gòu)和工作原理
2.2 功能性電刺激器的供電來(lái)源
2.3 功能性電刺激器的電源管理單元
2.3.1 AC-DC整流器
2.3.2 整流器的閾值電壓補(bǔ)償技術(shù)
2.4 功能性電刺激器的無(wú)線數(shù)據(jù)通信
2.4.1 NFC技術(shù)
2.4.2 ASK調(diào)制解調(diào)原理
2.5 本章小結(jié)
第三章 高恒流壓無(wú)線能量傳輸結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)
3.1 采用升壓方式的高壓無(wú)線能量傳輸結(jié)構(gòu)
3.2 采用降壓方式的高壓無(wú)線能量傳輸結(jié)構(gòu)
3.3 電流源型無(wú)線能量傳輸結(jié)構(gòu)
3.3.1 CWPT結(jié)構(gòu)概述
3.3.2 CWPT結(jié)構(gòu)的電路原理
3.4 本章小結(jié)
第四章 高恒流電壓刺激器關(guān)鍵電路設(shè)計(jì)
4.1 功能性電刺激器關(guān)鍵模塊結(jié)構(gòu)圖
4.2 數(shù)據(jù)接收恢復(fù)模塊
4.2.1 OOK解調(diào)電路
4.2.2 PPM-CDR電路
4.2.3 串并轉(zhuǎn)換輸出電路
4.2.4 數(shù)據(jù)編碼
4.3 時(shí)鐘接收恢復(fù)模塊
4.4 刺激控制模塊
4.4.1 時(shí)鐘信號(hào)控制模塊
4.4.2 刺激信號(hào)控制模塊
4.5 電平轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)
4.6 本章小結(jié)
第五章 刺激器關(guān)鍵電路的仿真結(jié)果分析
5.1 CWPT結(jié)構(gòu)仿真結(jié)果
5.2 數(shù)據(jù)接收恢復(fù)模塊仿真結(jié)果
5.3 時(shí)鐘接收恢復(fù)模塊仿真結(jié)果
5.4 刺激控制模塊仿真結(jié)果
5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 論文工作總結(jié)
6.2 改進(jìn)工作與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況
1)參加的學(xué)術(shù)交流與科研項(xiàng)目
2)發(fā)表的學(xué)術(shù)論文(含專(zhuān)利和軟件著作權(quán))
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]無(wú)線無(wú)源的參數(shù)可控脈沖發(fā)生器[J]. 熊慧,李剛,張旺明,徐如詳,林凌. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2013(04)
[2]閉環(huán)植入式神經(jīng)刺激器的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 袁媛,郝紅偉,李路明. 中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào). 2012(05)
[3]植入式腦神經(jīng)刺激器的設(shè)計(jì)[J]. 溫志浩,陳海軍. 臨床醫(yī)學(xué)工程. 2012(07)
[4]腦深部電刺激術(shù)在中國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 張建國(guó),馬羽,劉煥光. 中國(guó)神經(jīng)精神疾病雜志. 2009(07)
[5]視覺(jué)假體的研究進(jìn)展與面臨的挑戰(zhàn)[J]. 任秋實(shí). 生命科學(xué). 2009(02)
[6]植入式神經(jīng)刺激器的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 李路明,郝紅偉. 中國(guó)醫(yī)療器械雜志. 2009(02)
[7]一種可編程植入式神經(jīng)刺激系統(tǒng)[J]. 郝紅偉,李路明,馬伯志,陳昭陽(yáng),劉方軍,薛林,曹洋,董婕. 航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程. 2008(02)
博士論文
[1]大鼠機(jī)器人遙控遙測(cè)系統(tǒng)與行為模式研究[D]. 張典.電子科技大學(xué) 2013
碩士論文
[1]功能性電刺激關(guān)鍵芯片技術(shù)的研究和設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)[D]. 易欣.上海交通大學(xué) 2013
[2]無(wú)線控制腦深部電刺激器(DBS)技術(shù)研究[D]. 王晨光.中北大學(xué) 2009
本文編號(hào):2978358
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