基于恒流源的大鼠神經(jīng)刺激系統(tǒng)的研制.pdf

1、基于腦機接口（Brain-Computer Interface）的動物機器人技術(shù)以其諸多優(yōu)點在多個領(lǐng)域都有較好的應(yīng)用前景，其中大鼠機器人在國內(nèi)外有較多的研究成果。刺激器是大鼠機器人系統(tǒng)中非常核心的部分。
　　論文設(shè)計了恒流低功耗刺激系統(tǒng)，旨在利用電刺激大鼠腦區(qū)來進行行為控制，刺激器的電性能目標為:恒流刺激方式，刺激強度精確，波形時序可調(diào)，具有無線通訊方式，體積小，重量輕，功耗低?；诖艘笳撐奶岢隽嗽O(shè)計方案:基于AD620的高精度

2、恒流源輸出電路作為刺激模塊，實現(xiàn)電流波形強度、頻率、脈寬可調(diào)整。采用C8051F007為主控制器的CPU模塊，結(jié)合了藍牙通訊方式，具有較高的系統(tǒng)集成度。采用基于DC-DC升壓技術(shù)的電源方案，有效提高了電池使用效率。研究了基于狀態(tài)機編程方法的嵌入式軟件設(shè)計，有效地節(jié)省了單片機片內(nèi)資源的消耗，降低了單片機運行頻率，從而進一步降低功耗。
　　刺激器的設(shè)計結(jié)果為:刺激器的平均工作電流低于30mA，在80mAh小體積鋰電池供電條件下滿足實驗

3、需求。刺激器（包含電池）最終重量為12.7g，體積為34*25*14mm。電性能測試表明，刺激器的輸出波形、恒流效果、功耗均達到了設(shè)計要求。共制作了9臺刺激器，性能指標基本一致，其中4臺進行了長達一年的多種腦機接口實驗應(yīng)用，均工作正常。
　　實驗設(shè)計方面。刺激器樣機進行了大鼠愉悅區(qū)(MFB)刺激強度和刺激效應(yīng)實驗，實驗結(jié)果表明在1mA峰-峰值下具有最好的效果。對三只大鼠進行了不同刺激強度下多重刺激阻抗變化測量實驗，發(fā)現(xiàn)腦區(qū)阻抗隨刺