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

1、在當今社會，由于脊髓損傷導致的傷殘病人逐年增加，嚴重的脊髓損傷會影響患者的生存質量以及身心健康，同時也為患者的家庭和社會的發(fā)展帶來了沉重的負擔。另一方面，隨著神經(jīng)科學、電子工程、控制科學等領域的迅速發(fā)展，由神經(jīng)電刺激系統(tǒng)所進行的神經(jīng)調控技術也得到了迅速的發(fā)展。從這一點出發(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)設計，并且通過仿真提高經(jīng)皮脊髓神經(jīng)電刺激的精準性和可靠性。
　　本文在脊髓神經(jīng)電生理學和生物神經(jīng)學的基礎上，

2、總結出經(jīng)皮脊髓神經(jīng)電刺激系統(tǒng)應用于患者行走功能康復的刺激參數(shù)范圍，設計出可編程的經(jīng)皮脊髓神經(jīng)電刺激器，從電路仿真、刺激器帶載能力測試以及刺激器應用于人體刺激測試實驗等方面來驗證所設計的刺激器的可行性，并且根據(jù)為進一步的臨床實驗提供了更好的基礎。刺激系統(tǒng)硬件部分主要包括控制電路、驅動電路、升壓電路、逆變電路、檢測電路、電源電路和人機交互模塊；系統(tǒng)的軟件設計以及調試工作在Silicon Labs IDE集成開發(fā)環(huán)境中實現(xiàn)，在人體刺激測試實驗

3、中，使用生物信號檢測系統(tǒng)BioRadio對相應部位進行肌電信號提取檢測，從而驗證所設計的刺激器對人體確實具有刺激功能。
　　論文基于人體腰骶段脊髓的解剖學結構，進行精確的二維脊髓橫斷面模型制圖，將模型導入有限元仿真軟件中進行仿真分析。在用有限元方法對人體脊髓模型進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)應用于不同的刺激電極尺寸來對脊髓進行刺激仿真，從中探尋不同尺寸的刺激電極對經(jīng)皮脊髓神經(jīng)電刺激效果的影響