發(fā)布時(shí)間：2021-01-18 14:16

　　腦電刺激技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于腦機(jī)接口、神經(jīng)性疾病治療等多個(gè)研究領(lǐng)域。腦電刺激器的主要發(fā)展方向?yàn)轶w積小、功耗低以及具備無(wú)線通訊能力。目前的科研過(guò)程中缺乏可長(zhǎng)期工作的無(wú)線低功耗刺激器,其主要原因是難以解決無(wú)線通訊與功耗體積之間的技術(shù)矛盾,從而嚴(yán)重制約了腦科學(xué)相關(guān)領(lǐng)域間的研究進(jìn)展。因此,開發(fā)一款具備無(wú)線通訊能力的低功耗刺激器具有重要意義。本文以雙向恒流腦電刺激器為基礎(chǔ),以無(wú)線低功耗為主要目標(biāo),提出了一種以功率模式可控的可關(guān)斷輪詢通訊功耗管理策略（Multi-power Mode Turn-off Polling Communication Power Management Strategy,MPPS）為核心的無(wú)線低功耗刺激器設(shè)計(jì)方案。定義了刺激器在不同時(shí)段的工作任務(wù)、工作狀態(tài)、各功能模塊的功耗模式以及各工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換方法。設(shè)計(jì)了刺激器相應(yīng)的電源、MCU、無(wú)線通訊等電路,具體措施為:改雙電源供電為單電源供電,選用具備多工作模式的Cortex-M0+芯片作為主MCU,選用具備低功耗工作模式的nRF24L01+作為無(wú)線通訊模塊。另外,配合MPPS與具體電路設(shè)計(jì)了相應(yīng)嵌軟代碼。所設(shè)計(jì)的刺激器實(shí)樣具備無(wú)... 

【文章來(lái)源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【圖文】：

$集成電路方式設(shè)計(jì)刺激器

更換對(duì)受試或患者造成風(fēng)險(xiǎn)，部分研究者利用無(wú)線能源刺激電路技術(shù)設(shè)計(jì)研發(fā)具??備更高安全系數(shù)的刺激器。例如，Ｑｉ?Ｘｕ等人設(shè)計(jì)的一款全植入式無(wú)線能源刺激??器［２６］，如圖１．６所示，該刺激器系統(tǒng)由手持?jǐn)?shù)碼操作器（ＰＤＡ）、外部控制器、波??形發(fā)生器（ＩＰＧ）、剌激電極、電極延長(zhǎng)線組成。ＰＤＡ（圖１．６（ｃ））與外部控制器通過(guò)??無(wú)線方式傳輸數(shù)據(jù)，外部控制器（圖１．６（ｄ））由電池供電，并通過(guò)線圈感應(yīng)為內(nèi)部的??刺激電極電路提供無(wú)線能源與刺激參數(shù)。無(wú)線能源刺激電路全植入大鼠體內(nèi)，能??源由外部電路提供，無(wú)需電池更換，增加了剌激器的使用安全性。該刺激電路技??術(shù)是刺激器研究的另一重要方向，但非本文研究重點(diǎn)，這里只做簡(jiǎn)單介紹。??國(guó)內(nèi)剌激器的研究重點(diǎn)關(guān)注在剌激器的無(wú)線通訊方向上，如南京航空航天大??學(xué)的壁虎動(dòng)物機(jī)器人遙控刺激系統(tǒng)１２７］、鴿子機(jī)器人刺激系統(tǒng)，華中科技大學(xué)設(shè)計(jì)??的基于ＣＣ２４３０芯片的動(dòng)物機(jī)器人遙控導(dǎo)航系統(tǒng)［２８］、浙江大學(xué)的植入式無(wú)線遙控??遙測(cè)系統(tǒng)??＿駆：??圖１．７鴿子機(jī)器人？??南京航空航天大學(xué)設(shè)計(jì)的一款用于鴿子的基于３Ｇ網(wǎng)絡(luò)通信的遙控刺激系統(tǒng)??＿如圖１．７所示。該系統(tǒng)硬件由Ｔｉｎｙ６４１０核心板和底板構(gòu)成，使用時(shí)，硬件系統(tǒng)??連接上３Ｇ網(wǎng)絡(luò)

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文???第１章緒論??浙江大學(xué)求是高等學(xué)院設(shè)計(jì)了一款用于大鼠壓桿實(shí)驗(yàn)和八臂迷宮實(shí)驗(yàn)的恒??流刺激器［３１］，如圖１．８所示，刺激器利用Ｃ８０５１Ｆ００７作為主板ＭＣＵ、ＢＣ０４藍(lán)牙??模塊作為通訊工具，體積３４＊２５＊１４ｔｎｍ，刺激器輸出波形、恒流效果、無(wú)線通訊??等均滿足設(shè)計(jì)需求，通訊距離２０ｍ，但平均工作電流３０ｍＡ，功耗較大，同樣不??能夠進(jìn)行長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)。??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種無(wú)線多通道動(dòng)物神經(jīng)刺激系統(tǒng)[J]. 劉新林,侯維巖,常雲(yún)果.  電子測(cè)量技術(shù). 2017(06)
[2]直接神經(jīng)接口與控制技術(shù)[J]. 官金安,林家瑞,趙婕.  國(guó)外醫(yī)學(xué).生物醫(yī)學(xué)工程分冊(cè). 2004(06)
[3]低頻刺激后海馬CA1區(qū)場(chǎng)興奮性突觸后電位與群體鋒電位的變化[J]. 梁華為,沈岳良,陳志雄,夏強(qiáng).  生理學(xué)報(bào). 2002(05)

博士論文
[1]腦機(jī)接口中植入式無(wú)線遙控遙測(cè)技術(shù)的研究[D]. 王鵬.浙江大學(xué) 2012

碩士論文
[1]基于丘腦電刺激的大鼠機(jī)器人轉(zhuǎn)向控制的研究[D]. 周宏.浙江大學(xué) 2015
[2]基于恒流源的大鼠神經(jīng)刺激系統(tǒng)的研制[D]. 陳希.浙江大學(xué) 2014
[3]基于嵌入式系統(tǒng)的動(dòng)物機(jī)器人遙控刺激系統(tǒng)的研制[D]. 朱志堅(jiān).南京航空航天大學(xué) 2013
[4]基于無(wú)線單片機(jī)的動(dòng)物機(jī)器人遙控刺激系統(tǒng)研制[D]. 張春帥.南京航空航天大學(xué) 2011
[5]基于BCI的壁虎動(dòng)物機(jī)器人遙控刺激系統(tǒng)研究[D]. 李海鵬.南京航空航天大學(xué) 2008



本文編號(hào)：2985094