人工耳蝸微電極陣列檢測(cè)系統(tǒng)研究.pdf

1、人工耳蝸是感音神經(jīng)性聽力損失患者的最有效治療裝置，通過(guò)植入體尾端微電極陣列輸出聲音信號(hào)刺激人體。目前人工耳蝸產(chǎn)品的微電極陣列質(zhì)量檢測(cè)依靠人工手持探針檢測(cè)，存在精確定位困難，易損壞電極表面、檢測(cè)一致性差等缺點(diǎn)。為了改善上述缺點(diǎn)，本文對(duì)自動(dòng)化微電極陣列檢測(cè)系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)展開研究，并設(shè)計(jì)搭建檢測(cè)系統(tǒng)樣機(jī)。
　　本文通過(guò)檢測(cè)需求和實(shí)際流程分析布置系統(tǒng)功能模塊，確定系統(tǒng)檢測(cè)方案并設(shè)計(jì)系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)部分。針對(duì)定位及檢測(cè)方式，設(shè)計(jì)PC上位機(jī)+運(yùn)動(dòng)

2、控制卡兩級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，并編寫控制系統(tǒng)軟件程序。檢測(cè)系統(tǒng)樣機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)微電極陣列中各電極環(huán)識(shí)別，自動(dòng)控制探針實(shí)現(xiàn)定位及柔性接觸，導(dǎo)通檢測(cè)設(shè)備與電極環(huán)。根據(jù)顯微視覺(jué)檢測(cè)要求，定制針對(duì)圖像自動(dòng)識(shí)別的圖像處理方案及處理流程。使用兩種圖像清晰度評(píng)價(jià)函數(shù)控制自動(dòng)調(diào)焦機(jī)構(gòu)，準(zhǔn)確獲取目標(biāo)清晰圖像；運(yùn)用改進(jìn)的Canny邊緣檢測(cè)算法及流程，準(zhǔn)確識(shí)別和獲取圖像邊緣輪廓；采用灰度投影原理提取感興趣區(qū)域，精確提取探針和微電極環(huán)特征點(diǎn)坐標(biāo)；利用多特征代價(jià)函數(shù)與代價(jià)

3、函數(shù)-預(yù)測(cè)窗口-目標(biāo)匹配流程，穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)特征對(duì)象識(shí)別和運(yùn)動(dòng)跟蹤。針對(duì)運(yùn)動(dòng)控制和接觸力控制階段需求差異，提出基于圖像偏差反饋運(yùn)動(dòng)控制以及基于位置阻抗控制的混合控制策略。對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)建立圖像坐標(biāo)與基準(zhǔn)坐標(biāo)系的變換關(guān)系，通過(guò)圖像偏差量計(jì)算和有限狀態(tài)機(jī)控制運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位；計(jì)算柔性接觸要求的力控制范圍，分析接觸過(guò)程并建立了探針與微電極陣列接觸等效模型，達(dá)到接觸力阻抗控制目標(biāo)。設(shè)定自動(dòng)化檢測(cè)流程，在樣機(jī)系統(tǒng)中對(duì)微電極陣列進(jìn)行檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，展示微電極陣列