动物实验用脊髓硬膜外电刺激系统设计论文

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1、AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringDesignofEpiduralspinalcordstimulationsystemForAnimalExperimentCandidate:WangXinMajor:MeasurementTechniqueandAutomaticDeviceSupervisor:AssociateProf.XuQiHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan430074Hubei

2、,P.R.ChinaJune2008-独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行

3、检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在_____年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月摘要脊髓硬膜外电刺激通过手术在脊髓硬膜外腔植入一组刺激电极，将电刺激脉冲传递至脊髓内直接刺激中枢神经组织，在神经通路上制造电场以产生感觉异常区域，以脉冲电流刺激脊髓神经达到阻断疼痛信号的传递而达到止痛的目的，治疗疾病的方法。本论文首先介绍了脊髓硬膜外电刺激系统的设计方案，在查阅大量文献的基础上，研究了国内外植入式仪器发展现状与趋势，分析了植入式脊髓电刺激器电路的特点，确定了刺激系统

4、的电路方案。然后，本文围绕植入式脊髓硬膜外电刺激系统体内电刺激器的低功耗和无线控制的要求，进行了无线控制模块电路的研究，提出基于Zigbee协议的通信电路。由于体内刺激器是系统的核心部分,它最终要通过外科手术植入动物体内，体积、功耗及安全可靠性是最基本的要求和最大的设计困难,是本设计的重点和难点。为此，采用了低功耗的MSP430F1611单片机作为系统控制核心，以CC2420作为无线收发模块，采用优化的软件编程结构，将体内刺激器系统的功耗和体积控制在最低。对于体外遥控部分，考虑到动物实验中仪器操作者的实际情况，设计了详细的液晶操作菜单，使得仪器使用者可以方便地完成预定刺激参数的调节

5、。最后将整个电路的系统集成，并进行了相应的功能测试分析，使得控制电路可以稳定工作。本文利用IAREmbeddedWorkbench开发环境对系统进行软件设计与调试，实现了脊髓硬膜外电刺激系统的通信、信号调节、双极性脉冲波形的输出控制、人机交互等功能，并且运行稳定可靠。关键词：植入式器件，脊髓硬膜外电刺激，Zigbee协议，低功耗，微型化IAbstractEpiduralspinalcordstimulationisamethodthatagroupofstimulatingelectrodeisimplantedbysurgery,andthenelectricalstimulat

6、ionpulsewillbetransferreddirectlytothespinalcordtostimulatethecentralnervousorganizationscreatingaelectricfieldtogenerateabnormalsensoryregiononthespinalpathways,inordertoblockingthetransmissionofpainsignals,achieveingthepurposeofeasepainandtreatingdiseasesthroughstimulateSpinalcordbythepulsec

7、urrent.Inthisthesis,wefirstlyproposethesolutionoftheepiduralspinalcordstimulationsystemonthebasisofconsultinginthevastliteratureandinvestigatinginthestatusanddevelopmenttrendofimplantablespinalcordstimulationimplantabledevicesathomeanda