視覺是人類認(rèn)識客觀世界的重要途徑。大腦認(rèn)識世界所需信息70%以上來自視覺。失明不但給患者的生活、學(xué)習(xí)和工作帶來極大的不便和痛苦,也給社會帶來了沉重的負(fù)擔(dān)。致盲的原因有多種,在視通路上任何一段:視網(wǎng)膜,視神經(jīng),視皮層等的損傷都會導(dǎo)致失明。在治盲研究中,盡管開展了光動力學(xué)、基因、藥物等治療研究,但有效的臨床治療措施還沒有,特別是視網(wǎng)膜色素變性、老年黃斑變性等各種疾病目前都缺乏有效治療措施。近年來,基于功能性電刺激幫助恢復(fù)視力的視覺假體成為了該領(lǐng)域內(nèi)的熱點(diǎn)問題,它有望為盲人復(fù)明開辟一條新的途徑。視覺假體是一種可取代視網(wǎng)膜功能,將光信息進(jìn)行人工處理、編碼,通過植入的電子微刺激器對視覺神經(jīng)系統(tǒng)作用,使盲人恢復(fù)視力的人造器官。視覺假體的植入部分正常工作離不開穩(wěn)定的電能供應(yīng)和實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)通訊。無線的能量和數(shù)據(jù)傳輸方式可以避免因有線傳輸帶來的病人不適和感染風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)又滿足這類醫(yī)療設(shè)備全植入式的要求。所以,體內(nèi)外的無線傳輸通路是視覺假體研究的關(guān)鍵技術(shù)之一,其性能好壞直接影響到視覺修復(fù)的可靠性和有效性。本文介紹了國外視覺假體研究小組的無線傳輸方案,論述了無線能量傳輸?shù)脑砗筒煌瑪?shù)據(jù)調(diào)制的方法,分析了無線傳輸... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

視網(wǎng)膜色素變性和老年黃斑變性（圖片來源：http://webvision.umh.es）

如圖1-2 所示，光感受器將體外視覺信息處理和編碼后，傳輸至體內(nèi)刺激器，由刺激器產(chǎn)生的刺激脈沖刺激神經(jīng)元，使盲人產(chǎn)生視覺。視覺假體的根本目標(biāo)是使那些由于疾病或其他原因?qū)е率骰虻鸵暤娜水a(chǎn)生視覺，完成一些現(xiàn)在通過輔助技術(shù)還有重大局限性的活動，這些活動包括文字閱讀，圖像識別以及環(huán)境導(dǎo)航。

圖 1-3Argus 系列視覺假體[11]Fig1-3. Argus visual prosthesis盡管如此，視覺假體的研究仍然面臨很大的問題和挑戰(zhàn)，主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：1) 分辨率有限人體的聽覺系統(tǒng)功能是通過大約 15000 個(gè)聽毛細(xì)胞和同等數(shù)量級的聽覺神經(jīng)纖維來實(shí)現(xiàn)的，人工耳蝸能夠用 16~22 個(gè)電極來表達(dá)有用的聲音信息。而在視覺系統(tǒng)中，健康人眼中需要 1 億 2 千萬的視網(wǎng)膜光感受器或 1 百多萬視神經(jīng)纖維傳導(dǎo)信息，所以視覺假體所需的電極數(shù)量比遠(yuǎn)人工耳蝸要大。而基于仿真假體視覺的心理物理學(xué)研究表明，完成基本的閱讀、人臉識別等基本日�；顒有枰�600~1000 個(gè)電極[13]。由于微電流刺激器的通道數(shù)量及電極陣列密度受到了目前技術(shù)上的限制，使得視覺假體所產(chǎn)生人工視覺的空間分辨率有限。目前唯一通過長期臨床試驗(yàn)的 Argus 2 只有 60 個(gè)電極，極大地限制了其信息的傳遞量。2) 視野范圍小無論是視網(wǎng)膜假體或皮層假體，刺激電極陣列面積有限導(dǎo)致人工視覺修復(fù)的


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