本文關(guān)鍵詞：極低頻磁刺激系統(tǒng)的研制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著生物電磁學(xué)與現(xiàn)代科技的進(jìn)步,磁刺激技術(shù)被廣泛應(yīng)用于人們生活當(dāng)中,在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域主要被用于腦功能的基礎(chǔ)研究以及神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療,近年來也被用于刺激肌肉、皮膚傷口、骨骼以及相關(guān)臟器組織等�，F(xiàn)有磁刺激系統(tǒng)大都存在磁場強度高、價格昂貴、需專人操作、不易長時間刺激等問題。已有研究表明極低頻磁場也具有與高強度刺激類似的生物效應(yīng),但是需要較長的刺激時間。因此研制一套安全可靠的適用于家庭和社區(qū)醫(yī)療的極低頻磁刺激儀具有實際意義。首先,論文研究了磁刺激的作用機理和數(shù)值仿真的理論基礎(chǔ),應(yīng)用仿真軟件對比分析線圈的各設(shè)計因素如線圈形狀、電流方向、線圈尺寸、繞法等對于電磁場分布的影響,為磁刺激系統(tǒng)線圈的設(shè)計奠定了理論基礎(chǔ)。同時,使用真實人體模型分析線圈感應(yīng)電場在人體組織內(nèi)的分布情況,為靶區(qū)定位和線圈改進(jìn)提供了依據(jù)。其次,確定了極低頻磁刺激系統(tǒng)的設(shè)計目標(biāo)和總體設(shè)計方案,完成了線圈設(shè)計、硬件搭建和軟件編程三方面的工作。1)在參考文獻(xiàn)和仿真計算的基礎(chǔ)上設(shè)計了磁刺激線圈。,依次確定線圈的形狀、電流方向、尺寸、繞法和漆包線型號等技術(shù)指標(biāo),針對運動皮層設(shè)計了8字形線圈和多圓相切線圈,針對人體右上肢三角肌設(shè)計了四圓形線圈和雙矩形線圈。2)在硬件電路中,采用STM32F103ZET6作為控制芯片產(chǎn)生刺激信號,經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換和功率放大后驅(qū)動線圈產(chǎn)生交變磁場,刺激目標(biāo)區(qū)域。利用電源轉(zhuǎn)換器和半橋驅(qū)動電路實現(xiàn)功率放大功能,通過LCD觸摸屏完成人機交互功能。3)軟件部分則是在RealView MDK環(huán)境下,借助C語言和固件庫函數(shù)完成了激勵信號的產(chǎn)生和調(diào)控,實現(xiàn)了觸摸屏界面功能。最后,利用示波器、大功率電阻、高斯計等設(shè)備,對本文的磁刺激系統(tǒng)的各個部分進(jìn)行測試。實驗證明,本文磁刺激系統(tǒng)的調(diào)控部分、功率放大部分具有穩(wěn)定的工作性能,通過逐點檢測得到的各線圈的磁場在強度和分布上與仿真結(jié)果具有較好的一致性,可產(chǎn)生10mT~40mT的磁場強度,滿足設(shè)計要求。作為北京市自然基金面上項目“皮層肌肉信號驅(qū)動的磁刺激對體疲勞的作用研究”的一部分,本文研制的極低頻磁刺激系統(tǒng),為后續(xù)研究磁刺激對體疲勞的緩解作用打下了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：磁刺激 極低頻 線圈 感應(yīng)電磁場 數(shù)值仿真
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R318.6
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 研究背景和意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.3 本文主要內(nèi)容14-16
• 第2章 磁刺激的原理及電磁場仿真16-30
• 2.1 磁刺激的作用機理16-17
• 2.2 電磁場仿真的理論基礎(chǔ)及其實現(xiàn)17-23
• 2.2.1 電磁場分析仿真軟件17-21
• 2.2.2 線圈電磁場分布的仿真研究21-22
• 2.2.3 電磁場在真實人體模型內(nèi)的分布22-23
• 2.3 電磁場仿真結(jié)果及分析23-28
• 2.3.1 線圈形狀對電磁場分布的影響23-25
• 2.3.2 電流方向?qū)﹄姶艌龇植嫉挠绊?/span>25
• 2.3.3 線圈尺寸對電磁場分布的影響25-26
• 2.3.4 線圈繞法對電磁場分布的影響26-27
• 2.3.5 電磁場在真實頭部模型內(nèi)的分布27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-30
• 第3章 磁刺激系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)30-54
• 3.1 磁刺激系統(tǒng)總體設(shè)計方案30-32
• 3.1.1 系統(tǒng)的設(shè)計目標(biāo)30-31
• 3.1.2 系統(tǒng)的總體設(shè)計31-32
• 3.2 線圈設(shè)計32-42
• 3.2.1 運動皮層刺激線圈設(shè)計33-38
• 3.2.2 肌肉群刺激線圈設(shè)計38-42
• 3.3 系統(tǒng)硬件設(shè)計42-48
• 3.3.1 控制系統(tǒng)43-44
• 3.3.2 功率放大模塊44-48
• 3.4 系統(tǒng)軟件設(shè)計48-52
• 3.4.1 開發(fā)環(huán)境48-49
• 3.4.2 控制編程49-51
• 3.4.3 界面編程51-52
• 3.5 本章小結(jié)52-54
• 第4章 系統(tǒng)測試與電磁場檢測實驗54-68
• 4.1 調(diào)節(jié)控制部分測試54-55
• 4.2 功率放大模塊測試55-60
• 4.2.1 音頻功率放大模塊檢測56-58
• 4.2.2 數(shù)字功率放大模塊檢測58-60
• 4.3 電磁場檢測實驗60-66
• 4.4 本章小結(jié)66-68
• 結(jié)論68-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文74-76
• 致謝76

【參考文獻(xiàn)】

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王洪;磁刺激器設(shè)計及感應(yīng)電磁場檢測的研究[D];重慶大學(xué);2003年

  本文關(guān)鍵詞：極低頻磁刺激系統(tǒng)的研制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：303194