基于神經刺激的無線閉環(huán)鎮(zhèn)疼系統(tǒng)的研究.pdf

1、慢性疼痛被認為是一個嚴重的公共健康問題。然而,大多數(shù)慢性疼痛患者沒有條件得到有效的治療救濟,或者因為無法承受高額的治療開銷、擔心化學治療方法帶來各種副作用而拒絕了必要的治療。因此,高效率、低副作用、低成本的慢性疼痛治療方案亟待科研人員的研究和開發(fā)。神經刺激可以被考慮為治療慢性疼痛的一種適當方案。然而,當前的植入式神經刺激系統(tǒng)大多運行在開環(huán)狀態(tài),這種開環(huán)方式,難以在客觀的電生理信號監(jiān)控層面對患者疼痛強度進行量化評估,也缺少實時性的神經刺激

2、強度調節(jié)功能,因此從治療的安全性、有效性等角度考慮,離可靠地適用于臨床還有一段距離。
　　本文研究并實現(xiàn)了應用于閉環(huán)鎮(zhèn)痛的無線神經信號采集、刺激系統(tǒng)。完成了硬件電路系統(tǒng)的設計、制備與調試,并在此基礎上設計、開發(fā)了基于閉環(huán)反饋控制算法的上位機軟件。整套系統(tǒng)可以對神經元細胞外放電信號進行實時地采集、監(jiān)控,并在需要的時候同步產生可配置的神經刺激,用于對慢性疼痛進行抑制。通過一系列動物試驗,無線閉環(huán)系統(tǒng)抑制疼痛的有效性得到了很好的驗證。<

3、br>　　在構建閉環(huán)實驗平臺的基礎之上,為了更加準確地量化疼痛性神經放電響應,本文提出了一種增強型疼痛識別算法。該算法在考慮神經元細胞外動作電位信號絕對強度的同時,引入了神經元放電變化因子,通過權值綜合判斷,強化并凸顯神經元放電過程中的突變點,在一定程度上有效地增強了疼痛識別算法的魯棒性。
　　此外,本文還設計開發(fā)了多通道疼痛信號采集系統(tǒng)、無線供電閉環(huán)鎮(zhèn)痛系統(tǒng)、微型植入式腦皮層電信號采集系統(tǒng),以改善當前系統(tǒng)在續(xù)航能力、便攜性方面的