具有無線信息與能量傳輸功能的可編程脊髓電刺激器研制.pdf

1、臨床研究表明，脊髓電刺激能促進脊髓損傷患者的行走功能康復，但是對其治療機制仍缺乏深入的理解，需要通過動物實驗進行研究，為此本文設計出一種具有無線通信和無線充電功能的可編程脊髓電刺激器，為動物實驗提供先進的研究手段。與已開發(fā)的采用一次性電池供電的可植入刺激器相比，解決了電池容量的限制，降低了體內外無線通信的功耗，從而滿足長期植入的要求。
　　本文研制的刺激器系統(tǒng)分為體外和體內兩個部分，其中體外部分包括無線能量發(fā)射裝置和安裝在手機上的

2、控制器APP，實驗人員可通過該APP對體內刺激器的刺激參數進行設定；體內刺激器通過低功耗藍牙接收APP發(fā)送的刺激參數，并輸出相應的雙向平衡刺激脈沖，刺激參數調整范圍如下：脈寬400-4000μs(步長400μs)，幅值10mV-10V(步長10mV)，頻率1Hz-200Hz(步長1Hz)。采用基于磁耦合諧振原理的無線能量發(fā)射裝置和能量接收線圈，設計了體內刺激器的充電電路，使得刺激器的能量接收線圈在距發(fā)射線圈高為3cm的平面上，直徑為10

3、cm的圓內，刺激器的容量為8mAh的鋰離子電池可獲得大于2mA的充電電流，解決了刺激器長期植入體內的供能問題。
　　論文首先介紹了國內外植入式電刺激器的研究與發(fā)展狀況，以及脊髓電刺激療法在鎮(zhèn)痛和行走功能康復等方面的研究及應用。其次，介紹了脊髓電刺激的總體設計及各模塊的軟硬件設計，并對刺激器樣機進行了測試，在距發(fā)射線圈5cm高度平面上對體內刺激器的鋰離子電池進行無線充電實驗，容量為8mAh的鋰離子電池充電時間小于5小時。最后對本文研