經(jīng)皮無創(chuàng)脊髓神經(jīng)電刺激的裝置設(shè)計(jì)和仿真研究.pdf

1、在當(dāng)今社會(huì)，由于脊髓損傷導(dǎo)致的傷殘病人逐年增加，嚴(yán)重的脊髓損傷會(huì)影響患者的生存質(zhì)量以及身心健康，同時(shí)也為患者的家庭和社會(huì)的發(fā)展帶來了沉重的負(fù)擔(dān)。另一方面，隨著神經(jīng)科學(xué)、電子工程、控制科學(xué)等領(lǐng)域的迅速發(fā)展，由神經(jīng)電刺激系統(tǒng)所進(jìn)行的神經(jīng)調(diào)控技術(shù)也得到了迅速的發(fā)展。從這一點(diǎn)出發(fā)，提出了經(jīng)皮脊髓神經(jīng)電刺激系統(tǒng)，在可編程等方面優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并且通過仿真提高經(jīng)皮脊髓神經(jīng)電刺激的精準(zhǔn)性和可靠性。
　　本文在脊髓神經(jīng)電生理學(xué)和生物神經(jīng)學(xué)的基礎(chǔ)上，

2、總結(jié)出經(jīng)皮脊髓神經(jīng)電刺激系統(tǒng)應(yīng)用于患者行走功能康復(fù)的刺激參數(shù)范圍，設(shè)計(jì)出可編程的經(jīng)皮脊髓神經(jīng)電刺激器，從電路仿真、刺激器帶載能力測(cè)試以及刺激器應(yīng)用于人體刺激測(cè)試實(shí)驗(yàn)等方面來驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的刺激器的可行性，并且根據(jù)為進(jìn)一步的臨床實(shí)驗(yàn)提供了更好的基礎(chǔ)。刺激系統(tǒng)硬件部分主要包括控制電路、驅(qū)動(dòng)電路、升壓電路、逆變電路、檢測(cè)電路、電源電路和人機(jī)交互模塊；系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)以及調(diào)試工作在Silicon Labs IDE集成開發(fā)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)，在人體刺激測(cè)試實(shí)驗(yàn)

3、中，使用生物信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)BioRadio對(duì)相應(yīng)部位進(jìn)行肌電信號(hào)提取檢測(cè)，從而驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的刺激器對(duì)人體確實(shí)具有刺激功能。
　　論文基于人體腰骶段脊髓的解剖學(xué)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行精確的二維脊髓橫斷面模型制圖，將模型導(dǎo)入有限元仿真軟件中進(jìn)行仿真分析。在用有限元方法對(duì)人體脊髓模型進(jìn)行電刺激仿真的過程中，主要是通過改變刺激電極的尺寸，將特定的刺激參數(shù)應(yīng)用于不同的刺激電極尺寸來對(duì)脊髓進(jìn)行刺激仿真，從中探尋不同尺寸的刺激電極對(duì)經(jīng)皮脊髓神經(jīng)電刺激效果的影響