本文關鍵詞：無線腦深部電刺激器關鍵技術的研究與設計

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【摘要】：隨著醫(yī)療技術的發(fā)展,植入性醫(yī)療器械已經廣泛應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)癥少和可調節(jié)性等優(yōu)勢,已經成為最有效的治療帕金森氏病、肌張力障礙等腦部神經性疾病的方法之一。設計出一種體積小、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,提出設計指標,在深入了解電刺激器關鍵電路原理的基礎上,設計了一種單片集成的無線傳輸的低壓腦深部電刺激器系統(tǒng)。該刺激器的數據和能量以線圈互感耦合的方式進行傳輸,體內刺激器包括數據接收模塊、能量接收模塊、數字控制模塊和正負刺激電流產生模塊。數字控制模塊是由硬件描述語言綜合成門級電路來實現,不需要外接微處理器,可以實現單片集成,使功耗和體積大幅降低。正負電流控制模塊產生雙極性電流脈沖,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。本設計采用SMIC 0.18μm 1-poly 6-metal mixed-signal CMOS工藝進行電路的設計和仿真,并進行流片測試,芯片尺寸為0.7x0.33mm2。測試結果顯示,在輸入載波為13.56MHz的情況下,刺激器供電穩(wěn)定,電極處能產生相應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,脈寬最大為15μs,脈沖間隔最大為30μs,總體功耗為180μW。
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：R197.39

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