智能植入式心臟起搏器系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其微控制器單元設(shè)計(jì)與驗(yàn)證.pdf

1、心臟起搏器(Cardiac Pacemaker)是一種利用外在的電信號(hào)替代體內(nèi)電信號(hào),刺激病人心跳的輔助醫(yī)療器械.根據(jù)功能和結(jié)構(gòu)的不同,心臟起搏器可以分為多種類型.但是,起搏器的基本組成部分始終沒有變化:脈沖發(fā)生器;電極-導(dǎo)線.從上世紀(jì)90年代以來,起搏器的設(shè)計(jì)多采用帶微處理器的專用集成電路設(shè)計(jì),即將微功耗的微處理器內(nèi)核和外圍的邏輯電路乃至模擬電路做成一兩塊專用集成電路,再和電容、晶振、干簧管等分立元件一起做成厚膜電路.這種電路設(shè)計(jì)功能

2、強(qiáng),可靠性高,編程靈活,這樣就能滿足系統(tǒng)靈活配置和功能擴(kuò)展的要求.由于技術(shù)上的一些原因,國內(nèi)至今還沒有自主開發(fā)的集成微控制的智能起搏器.因此,研究自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的智能心臟起搏器對(duì)中國醫(yī)療器械的國產(chǎn)化具有很重要的意義.該文主要討論了智能心臟起搏器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程.心臟起搏器是一個(gè)低功耗、高可靠性的系統(tǒng).根據(jù)這些特點(diǎn),設(shè)計(jì)了系統(tǒng)各個(gè)組成部分.其中,對(duì)模擬部分和程控遙測(cè)部分做了概述,針對(duì)低功耗和抗干擾能力做了改進(jìn).模擬電路主要涉及模擬心電信號(hào)的采

3、集和發(fā)送部分,其核心部分是低功耗、抗干擾感知放大器和可調(diào)增益的電壓泵.此外,該文著重介紹了8位低功耗微控制器的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)過程.根據(jù)設(shè)計(jì)對(duì)微控制器相對(duì)較低的要求,對(duì)這一部分進(jìn)行了改進(jìn)結(jié)構(gòu)等優(yōu)化改進(jìn)工作.并給出了微控制器相應(yīng)的軟件和硬件測(cè)試結(jié)果.由于時(shí)間的關(guān)系,系統(tǒng)驗(yàn)證采用FPGA+分立元件來完成.其中微控制器等數(shù)字部分用FPGA實(shí)現(xiàn),而外圍模擬電路則選用適當(dāng)?shù)姆至⒃砟M集成電路效果.這主要是為了驗(yàn)證系統(tǒng)的功能.該文著重于實(shí)際應(yīng)用系