【摘要】：聲帶麻痹會(huì)導(dǎo)致患者呼吸、發(fā)聲、吞咽功能受到損害，嚴(yán)重情況會(huì)使患者因呼吸困難而面臨生命危險(xiǎn)，一直都沒有很好的解決方法。傳統(tǒng)治療方法雖然能在一定程度上改善呼吸，但會(huì)對發(fā)聲、吞咽功能造成損害，難以兼顧。醫(yī)學(xué)研究者通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：使用與呼吸同步的電刺激脈沖刺激環(huán)杓后肌能使聲帶麻痹患者聲門張大而改善呼吸，并且不會(huì)影響吞咽和發(fā)聲功能。這種治療聲帶麻痹的電刺激裝置被稱為喉起搏器。 本文研究了喉起搏器治療聲帶麻痹的原理，采用植入式胸壁壓力傳感器提取呼吸信號(hào)；根據(jù)呼吸信號(hào)的特點(diǎn)設(shè)計(jì)硬件電路對其進(jìn)行了放大、濾波和去噪處理，獲得了干凈、完整的呼吸波形；設(shè)計(jì)了基于MSP430的呼吸信號(hào)處理電路，采用趨勢判斷和極值點(diǎn)檢測的方法獲取觸發(fā)信號(hào)，有效地解決了吞咽、發(fā)音和咳嗽等突發(fā)性影響的問題。針對不同情況的聲帶麻痹患者，設(shè)計(jì)了能產(chǎn)生脈寬、頻率和幅度等參數(shù)可調(diào)的雙極性恒流電刺激脈沖發(fā)生電路，有效地解決了聲帶麻痹這一棘手問題。針對植入式喉起搏器長期供能問題，本文采用無線能量傳輸和植入式電池結(jié)合的方式為喉起搏器提供能量。建立了充電電路和耦合線圈的模型，在模型基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了基于TL494的單端反激式無線充電電路對鋰電池進(jìn)行充電，采用次級反饋的方式控制充電過程，有效地解決了植入式喉起搏器供能問題。針對植入式裝置的信息交互問題，采用基于ZigBee的無線通信方式加以解決，并巧妙地利用通信功能實(shí)現(xiàn)無線能量傳輸電路的反饋、控制與監(jiān)測功能，提高了無線能量傳輸電路的穩(wěn)定性和安全性。在喉起搏器的設(shè)計(jì)過程中還充分考慮了植入式裝置的特殊性，采用低功耗的軟硬件設(shè)計(jì)方法和小尺寸的電路。 喉起搏器能有效解決聲帶麻痹這一醫(yī)學(xué)難題，但目前國內(nèi)對植入式喉起搏器的研制尚未開始，，本文結(jié)合項(xiàng)目對植入式喉起搏器進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì)，獨(dú)創(chuàng)性地采用了趨勢檢測和極值點(diǎn)判斷從呼吸信號(hào)中獲取觸發(fā)信號(hào)，并根據(jù)先進(jìn)可靠的Qi無線充電標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)了可以反饋控制的無線充電電路為喉起搏器提供能量，給聲帶麻痹患者帶來了極大的方便，為其他植入式裝置供電問題的解決提供了思路，同時(shí)也將會(huì)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
[Abstract]:Vocal cord paralysis will lead to the patients breathing, voice, swallowing function damage, serious conditions will make patients because of breathing difficulties and life risk, there has been no good solution. Although the traditional therapy can improve breathing to a certain extent, it can damage phonation and swallowing function, which is difficult to take into account. Medical researchers have found that stimulation of the posterior cricoarytenoid muscle with electrical stimuli synchronized with respiration can improve the breathing of glottis in patients with glottic paralysis and does not affect the function of swallowing and vocalization. This electrical stimulator for the treatment of vocal cord paralysis is called a laryngeal pacemaker. The principle of laryngeal pacemaker in the treatment of vocal cord paralysis was studied in this paper. The respiratory signal was extracted by implantable chest wall pressure sensor. According to the characteristics of respiratory signal, the hardware circuit is designed to amplify, filter and Denoise it, and the clean and complete respiratory waveform is obtained. The circuit of respiratory signal processing based on MSP430 is designed. The trigger signal is obtained by using trend judgment and extremum detection, which effectively solves the sudden problems of swallowing, pronunciation and cough. For patients with different vocal cord paralysis, a bipolar constant current pulse generator circuit with adjustable pulse width, frequency and amplitude is designed, which effectively solves the thorny problem of vocal cord paralysis. Aiming at the problem of long term energy supply for implantable laryngeal pacemakers, a combination of wireless energy transmission and implantable batteries is used to provide energy for laryngeal pacemakers. The model of charging circuit and coupling coil is established. Based on the model, the single-end flyback wireless charging circuit based on TL494 is designed to charge the lithium battery, and the charging process is controlled by secondary feedback. The energy supply problem of implanted laryngeal pacemaker is effectively solved. Aiming at the problem of information exchange of implanted device, the wireless communication mode based on ZigBee is adopted to solve the problem, and the function of feedback, control and monitoring of wireless energy transmission circuit is realized by using communication function skillfully. The stability and security of wireless energy transmission circuit are improved. In the design of laryngeal pacemaker, the particularity of implantable device is fully considered, and the low power hardware and software design method and the small size circuit are adopted. Laryngeal pacemaker can effectively solve the medical problem of vocal cord paralysis, but the development of implantable laryngeal pacemaker has not yet begun in our country. In this paper, the implantable laryngeal pacemaker is studied and designed in combination with the project. The original trend detection and extreme point judgment are used to obtain the trigger signal from the respiratory signal. According to the advanced and reliable Qi wireless charging standard, a feedback controlled wireless charging circuit is designed to provide energy for the larynx pacemaker. It brings great convenience to the patients with vocal cord paralysis, and provides a way to solve the power supply problem of other implanted devices, and will also bring great economic and social benefits.
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TH785.4

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2 ;應(yīng)用起搏脈沖照像分析法和電子計(jì)算機(jī)分析法進(jìn)行起搏監(jiān)護(hù)[J];人民軍醫(yī);1978年01期

3 那開憲;劉慶山;沈潞華;顧復(fù)生;;50例起搏故障分析及處理經(jīng)驗(yàn)[J];中國心臟起搏與心電生理雜志;1996年01期

4 黃詒焯;;論心臟起搏工程技術(shù)和植入式醫(yī)療器件研究的學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略[J];國際生物醫(yī)學(xué)工程雜志;1992年06期

5 駿馬;;北京康益醫(yī)療器械廠引進(jìn)民主德國心臟起搏器技術(shù)進(jìn)行組裝銷售[J];醫(yī)療裝備;1988年04期

6 陳亮;王惠南;鐘元;;醫(yī)療植入式電子系統(tǒng)供電方式的研究進(jìn)展[J];生物醫(yī)學(xué)工程研究;2006年04期

7 李冰一;;人工心臟起搏器[J];北京生物醫(yī)學(xué)工程;2006年04期

8 ;[J];;年期

9 ;[J];;年期

10 ;[J];;年期

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2 丁慶華;;“四聯(lián)法”對起搏器植入患者術(shù)前心理影響的對照研究[A];全國內(nèi)科護(hù)理學(xué)術(shù)交流暨專題講座會(huì)議論文匯編[C];2002年

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10 王振東;凌峰;于忠;王寧夫;李佩璋;;起搏器預(yù)防病竇綜合征患者陣發(fā)性房顫[A];2006年浙江省心電生理與起搏學(xué)術(shù)年會(huì)論文匯編[C];2006年

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6 北京朝陽醫(yī)院心臟中心 楊舒玲;裝起搏器要過重重“關(guān)卡”[N];健康時(shí)報(bào);2007年

7 林琳;起搏器植入者需要了解八件事[N];衛(wèi)生與生活報(bào);2006年

8 湘雅二醫(yī)院博士 劉振江;抗心力衰竭起搏器(下)[N];大眾衛(wèi)生報(bào);2011年

9 清華大學(xué)第一附屬醫(yī)院心臟中心主任 吳清玉 教授;裝了起搏器 小心并發(fā)癥[N];健康時(shí)報(bào);2008年

10 記者　張曉峰 通訊員　王紅云;帶著起搏器拼搏[N];湖北日報(bào);2006年

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2 魏子秀;阿托伐他汀對病竇綜合征患者心房顫動(dòng)作用的研究[D];山東大學(xué);2011年

3 段煉;HCN2基因轉(zhuǎn)染脂肪干細(xì)胞自體移植治療完全性房室傳導(dǎo)阻滯的實(shí)驗(yàn)研究[D];第二軍醫(yī)大學(xué);2010年

4 喬青;心室電激動(dòng)同步性與心臟再同步治療的相關(guān)臨床研究[D];北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院;2011年

5 肖春暉;不同起搏模式對起搏患者累計(jì)心室起搏百分比、同步性和心功能影響的研究[D];蘇州大學(xué);2011年

6 寧小暉;應(yīng)用經(jīng)皮心內(nèi)膜注射導(dǎo)管在體移植生物起搏器的實(shí)驗(yàn)研究[D];北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院;2012年

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5 王寧;肥厚型心肌病化學(xué)消融術(shù)及起搏器治療的隨訪分析[D];廣西醫(yī)科大學(xué);2011年

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本文編號(hào)：2332062