【摘要】：目的目前視網(wǎng)膜上假體的常用刺激波形是雙相不對稱矩形脈沖,而脈沖參數(shù)是影響刺激響應(yīng)的主要因素之一。本文目的是尋找視網(wǎng)膜上假體的最佳脈沖參數(shù)組合。方法視神經(jīng)節(jié)細(xì)胞用房室模型模擬,膜特性采用Fohlmeister-Colman-Miller(FCM)模型。雙相不對稱矩形脈沖的參數(shù)包含陰極相幅值,陰極相持續(xù)時間,陰極相與陽極相幅值比和相間間隔。胞外理想點(diǎn)電極刺激視神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的仿真期間,尋找產(chǎn)生動作電位(AP)的最佳脈沖參數(shù)組合。刺激有效性采用刺激閾值,陰極相傳遞電荷量和能量消耗來比較。結(jié)果陰極相持續(xù)時間為1 ms,陰極相與陽極相幅值比為1和相間間隔為0.1 ms時有最低刺激閾值。陰極相持續(xù)時間為0.1 ms,陰極相與陽極相幅值比為1和相間間隔為0.2 ms時獲得最低陰極相傳遞電荷量。最低能量消耗在陰極相持續(xù)時間0.9 ms,陰極相與陽極相幅值比10和相間間隔0.6 ms。結(jié)論在最低刺激閾值,最低陰極相傳遞電荷量和最低能量消耗時,雙相不對稱矩形脈沖參數(shù)組合不同。這些為視網(wǎng)膜上假體選擇合適的脈沖參數(shù)組合提供一個有意義的參考。
[Abstract]:Objective at present, the commonly used stimulus waveform of retinal prosthesis is biphasic asymmetric rectangular pulse, and pulse parameter is one of the main factors that affect the stimulus response. The aim of this paper is to find the best pulse parameter combination for the supraretinal prosthesis. Methods the optic ganglion cells were simulated by atrioventricular model and the membrane characteristics were modeled by Fohlmeister-Colman-Miller (FCM) model. The parameters of the biphase asymmetric rectangular pulse include the amplitude of the cathode phase, the duration of the cathode phase, the amplitude ratio of the cathode phase to the anode phase and the phase spacing. During the simulation of stimulation of optic ganglion cells by extracellular ideal point electrode, the best pulse parameter combination was found to produce action potential (AP). Stimulation effectiveness is compared by stimulation threshold, cathode phase charge transfer and energy consumption. Results when the cathode phase duration is 1 ms, the amplitude ratio of cathode phase to anode phase is 1 and the phase interval is 0. 1 ms, there is a minimum stimulation threshold. When the cathode phase duration is 0. 1 ms, the amplitude ratio of the cathode phase to the anode phase is 1 and the phase interval is 0. 2 ms, the lowest phase transfer charge is obtained. Minimum energy consumption at cathode phase duration 0.9 ms, amplitude ratio of cathode phase to anode phase 10 and phase interval 0.6 ms. Conclusion at the lowest stimulation threshold, the lowest cathode phase transfer charge and the lowest energy consumption, the combination of biphase asymmetric rectangular pulse parameters is different. These provide a meaningful reference for the selection of appropriate pulse parameters for the retinal prosthesis.
【作者單位】： 天津醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院;天津大學(xué)系統(tǒng)工程研究所;
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項目(30870649)
【分類號】：R318.11

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本文編號：2296904