應(yīng)用于膀胱功能重建的多通道信號(hào)跨皮無(wú)線傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、脊髓損傷是引起神經(jīng)源性膀胱最常見的原因，尤其在骶髓上脊髓損傷患者中，有相當(dāng)高的比例會(huì)出現(xiàn)膀胱貯尿和排尿雙重功能障礙。伴隨著各種植入式醫(yī)療電子器件在診斷和治療領(lǐng)域的不斷涌現(xiàn)，基于功能電刺激的膀胱功能重建技術(shù)發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。針對(duì)國(guó)產(chǎn)膀胱功能重建系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的空缺，本課題組提出自主研發(fā)一種用于膀胱功能重建系統(tǒng)的骶神經(jīng)刺激系統(tǒng)。本論文研究?jī)?nèi)容屬于該系統(tǒng)的子系統(tǒng)，目標(biāo)是采用一種基于微線圈陣列的多通道信號(hào)跨皮無(wú)線傳輸方法將信號(hào)從體外傳輸?shù)?/p>

2、體內(nèi)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證系統(tǒng)功能的可靠性與穩(wěn)定性，為將來(lái)的臨床植入式應(yīng)用提供可能。
　　本論文首先根據(jù)骶神經(jīng)刺激系統(tǒng)的整體功能需求，確定了多通道功能電刺激信號(hào)跨皮無(wú)線傳輸系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工作原理以及電路結(jié)構(gòu)，并對(duì)系統(tǒng)的工作頻率、集成及封裝方案進(jìn)行了探討設(shè)計(jì)。
　　本論文接著從電磁耦合模型出發(fā)，以電磁理論為基礎(chǔ)，對(duì)線圈射頻網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了電磁分析。在理論分析的基礎(chǔ)上，完成系統(tǒng)的發(fā)射和接收線圈的設(shè)計(jì)與制作，并基于二端口網(wǎng)絡(luò)模型，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)分析

3、儀對(duì)線圈的電學(xué)參數(shù)進(jìn)行了測(cè)試。同時(shí)為提高系統(tǒng)的傳輸效率，選擇并聯(lián)諧振補(bǔ)償結(jié)構(gòu)對(duì)耦合結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化。
　　本論文進(jìn)一步對(duì)多通道信號(hào)跨皮無(wú)線傳輸系統(tǒng)的發(fā)射和接收模塊的電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)與仿真測(cè)試。對(duì)于體外發(fā)射電路，分別對(duì)基于模擬乘法器的電路結(jié)構(gòu)、晶體振蕩器與二通道與門相結(jié)合的電路結(jié)構(gòu)以及基于LC電容三點(diǎn)式振蕩器電路結(jié)構(gòu)的三種設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了仿真分析，經(jīng)對(duì)比后選擇第三種方法作為體外模塊的設(shè)計(jì)方案，用于實(shí)現(xiàn)低頻信號(hào)的調(diào)制與功率放大。而對(duì)于接收模

4、塊選擇二極管峰值包絡(luò)檢波電路實(shí)現(xiàn)體內(nèi)無(wú)源設(shè)計(jì)。最后將兩部分電路的工作性能進(jìn)行了聯(lián)合仿真以及硬件電路制作后的聯(lián)合測(cè)試，驗(yàn)證出各部分電路均可以正常工作。
　　本論文在完成各模塊的設(shè)計(jì)后，進(jìn)行了骶神經(jīng)刺激系統(tǒng)的聯(lián)合測(cè)試。在對(duì)多通道功能電刺激信號(hào)跨皮無(wú)線傳輸系統(tǒng)的發(fā)射、接收模塊進(jìn)行了封裝測(cè)試的基礎(chǔ)上，聯(lián)合控制盒模塊對(duì)骶神經(jīng)刺激系統(tǒng)不僅在體外進(jìn)行了相關(guān)的模擬實(shí)驗(yàn)，包括信號(hào)特性實(shí)驗(yàn)和不同介質(zhì)（空氣、鹽水和豬皮介質(zhì)）中的不同位置（軸向、徑向和角