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1、第30卷第2期电子器件Vol.30No.22007年4月ChineseJournalOfElectronDevicesApr.2007DesignoftheStimulatorforNeuralHealingInstrumentBasedonFPGALIAOKe,CHENJi(CollegeofBioengineering,ChongqingUniversity,Chongqing400044,china)Abstract:AwaybasedonFPGAisadoptedtodevisethestimulato
2、rforneuralhealinginstrument,whichimplementstheoccurrenceofstimulatingwaveandthedigitaladjustingforstimulatingfrequency,pulsewidthandamplitude.FortheuseofFPGA,circuitissimplifiedandexpansibilityisenhanced,moreovermicroprocessorcanbereleasedfromcomplicatedworkandcanb
3、eabsorbedingatheringforEMGandjudgmentforartificialintelligence.Thereforetheabilityofrealtimeprocessingisalsoimproved.Theoutputwavebysimulationandcircuittestisaccurateandtried,whichcanachievestherequiredaimswell.Keywords:FPGA;VHDL;stimulator;neuralhealinginstrument
4、EEACC:7510D基于FPGA的神经康复治疗仪的刺激器设计廖科,陈骥(重庆大学生物工程学院,重庆400044)摘要:提出了一种基于FPGA开发设计用于神经康复治疗仪的刺激器的方法.利用FPGA来实现刺激波形的发生、刺激频率、脉宽和幅度的数字式可调.该方法简化了电路,提高了系统的可扩展性;并把微处理器从繁复的工作中解放出来,专注于肌电采集和人工智能判断,提高了实时处理能力.经仿真和电路测试证明,刺激波形输出准确可靠,能很好满足性能要求.关键词:FPGA;VHDL;刺激器;神经康复治疗仪中图分类号:TN431.2文献
5、标识码:A文章编号:10059490(2007)02049104近年来,新的康复治疗技术不断应用于临床,对大、开发过程投资小、周期短、可反复编程修改、保密[3]瘫痪的康复效果优于传统的PT(physicalTech性能好、开发工具智能化等特点,日益成为电子设nique)方法,其中利用生物反馈和功能性电刺激技计自动化(EDA)领域的热门技术.利用FPGA来实[1]术(Biofeedbackandfunctionelectricstimula现复杂功能、小体积和易于管理的数字电路已成为tion,BFES)的神经康
6、复治疗仪(国内亦称神经网络一种高效可靠的解决方案.重建仪)介入康复训练在国内已引起广泛的重视并本文在介绍刺激器整机结构的基础上,重阐述了取得了很好的临床效果.神经康复治疗仪的基本原采用FPGA和VHDL语言,运用自顶而下的思想,来理是利用患者自己的肌电信号反馈回仪器,动态设设计神经康复治疗仪的刺激器的核心多参数刺激定阈值,控制电刺激输出,通过重建大脑和瘫痪肌肉波形发生器,并与传统刺激器设计相比,凸显其优点.的功能联系,促进病人恢复健康的仪器,是现代神经[2]1刺激器整体设计及康复医学主动治疗模式的典范.随着微电子制造工
7、艺的发展,FPGA(Filed刺激器的整机结构框图如图1所示.它由刺激ProgrammableGateArray)作为专用集成电路参数端口控制部分、FPGA实现的多参数刺激波形(ASIC)概念上的一个新型范畴和门类,以其功能强发生器、升压电路和刺激输出四大部分组成.其工作收稿日期:20060421作者简介:廖科(1981),女,硕士研究生,主要从事生物电子技术的应用研究;陈骥(1954),男,副教授,研究生导师,主要从事生物电子技术方面的应用研究.492电子器件第30卷原理是,升压电路提供刺激器所需的工作电压
8、,刺激2多参数刺激波形发生器的设计参数端口控制模块根据要求向I/O端口输出所需的选择信号,控制多参数刺激波形发生器产生具有由刺激器的整机结构框图可以看出,多参数刺多种刺激波形、刺激频率、刺激脉宽和刺激幅度可调激波形发生器的设计是整个刺激器设计的核心,它的信号,经D/A转换后
