無線腦深部電刺激器關(guān)鍵技術(shù)的研究與設(shè)計.pdf

1、隨著醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展，植入性醫(yī)療器械已經(jīng)廣泛應(yīng)用于目前的臨床治療中。其中，腦深部電刺激器因為創(chuàng)口小、并發(fā)癥少和可調(diào)節(jié)性等優(yōu)勢，已經(jīng)成為最有效的治療帕金森氏病、肌張力障礙等腦部神經(jīng)性疾病的方法之一。設(shè)計出一種體積小、無線傳輸、安全性高和低功耗的腦深部電刺激器，不僅能夠滿足臨床的研究需求，也能夠促進我國腦深部電刺激器的發(fā)展，帶來的經(jīng)濟效益巨大，具有重要的研究意義。
　　本文通過對腦深部電刺激器發(fā)展的分析，提出設(shè)計指標，在深入了解電刺激器

2、關(guān)鍵電路原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種單片集成的無線傳輸?shù)牡蛪耗X深部電刺激器系統(tǒng)。該刺激器的數(shù)據(jù)和能量以線圈互感耦合的方式進行傳輸，體內(nèi)刺激器包括數(shù)據(jù)接收模塊、能量接收模塊、數(shù)字控制模塊和正負刺激電流產(chǎn)生模塊。數(shù)字控制模塊是由硬件描述語言綜合成門級電路來實現(xiàn)，不需要外接微處理器，可以實現(xiàn)單片集成，使功耗和體積大幅降低。正負電流控制模塊產(chǎn)生雙極性電流脈沖，使電荷保持平衡，防止因電荷累積帶來的組織損傷。為了使功耗降低，提出了一種新型的受控制的閾值

3、消除整流器為系統(tǒng)提供電源，并采用雙壓（1.8V和3.3V）供電形式，降低了功耗。
　　本設(shè)計采用SMIC0.18μm1-poly6-metal mixed-signal CMOS工藝進行電路的設(shè)計和仿真，并進行流片測試，芯片尺寸為0.7×0.33mm2。測試結(jié)果顯示，在輸入載波為13.56MHz的情況下，刺激器供電穩(wěn)定，電極處能產(chǎn)生相應(yīng)的滿足腦深部刺激要求的刺激電流，電流幅值最大為0.8mA，分64級可調(diào)，脈寬最大為15μs，脈沖