外置式腦起搏器設(shè)計.pdf

1、帕金森病(Parkinson's Disease，PD)是一種常見的中老年神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病，多發(fā)病于60歲之后，我國大約有200萬帕金森病患者。但是，目前沒有一種方法可以徹底地治愈該病，因此研究帕金森病的臨床控制及治療方法，具有廣泛的社會意義。 腦深度電刺激儀(Deep Brain Stimulator，DBS)又稱作腦起搏器，利用腦立體定向手術(shù)在腦內(nèi)某一特殊的位置植入電極，通過高頻電刺激抑制異常電活動的神經(jīng)元，從而起到控制震顫

2、的作用。相比于左旋多巴(L-dopa)藥物和毀損術(shù)，腦起搏器最大的特點是療效確切、可通過術(shù)后調(diào)整控制、不影響今后其他新方法的治療，目前已基本取代了毀損術(shù)成為帕金森病外科治療的首選。 然而目前市場上的腦起搏器價格昂貴，并且受電池電量的限制，每5～8年就需要再次手術(shù)更換耗盡的電池，增加了患者的痛苦和經(jīng)濟負(fù)擔(dān)。本文創(chuàng)新性地提出了基于hDuC848的外置式腦起搏器(External Deep Brain Stimulator,EDBS)

3、，在傳統(tǒng)腦起搏器的基礎(chǔ)上，將置于體內(nèi)的信號發(fā)生裝置、驅(qū)動控制裝置以及電源全部移出體外，只留下顱內(nèi)的電極對病灶進行刺激。這種設(shè)計使得腦起搏器不再受電池電量的制約，大大降低了成本，減輕了患者手術(shù)的痛苦。同時體外的脈沖發(fā)生器可以任意調(diào)節(jié)刺激的強度，使用起來更加方便、輕松。 本文設(shè)計了平面圓盤形線圈，利用平面線圈來實現(xiàn)信號的非接觸傳輸，同時利用永磁體的特性設(shè)計了線圈自對準(zhǔn)裝置，首次將D類音頻放大器應(yīng)用在腦起搏器中驅(qū)動脈沖刺激信號，利用A

4、DuC848產(chǎn)生并控制輸出脈沖波形的各個參數(shù)，并使用A/D采集初級線圈的電壓變化作為反饋量，實時調(diào)整單片機輸出脈沖的波形，保證次級線圈的刺激信號能維持在一定的強度。 實驗證明，平面圓盤形線圈在節(jié)省空間體積的同時可以完全滿足刺激信號傳輸?shù)男枰?，D類放大器可以將整個系統(tǒng)的效率由原來的萬分之七提高至5.6％左右，線圈自對準(zhǔn)裝置可以使兩線圈在分開10mm的范圍內(nèi)自動找準(zhǔn)，ADuC848通過反饋控制DA輸出，使次級線圈在發(fā)生相對位置變化的