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神经刺激器的初步研究

作　者: 曾磊
导　师: 周丹
学　校: 中国人民解放军军医进修学院
专　业: 生物医学工程
关键词: 神经刺激器微控制器单片机 MSP430 串行通信 LCD 超低功耗
分类号: R-39
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

本文分析了国内外神经刺激器的发展状况，提出了神经刺激器的设计方案及其硬件软件的实现方法。神经刺激器能产生不同频率、不同幅度的脉冲信号刺激病人神经，以达到治疗各种疑难疼痛疾病的目的。神经刺激器由体内模块和体外模块组成。其中体外模块主要是对体内模块进行控制，它包括键盘控制、LCD显示以及与体内模块进行通信传递控制指令及波形参数信息等。而体内模块则根据接收到的体外模块发送的指令及波形参数产生刺激波，刺激神经抑制疼痛从而达到治疗疾病的目的。本文将详细介绍体外模块与体内模块的设计研制。体外系统是以TI公司新型的16位超低功耗Flash型单片机 MSP430F449为微处理器的单片机系统。完整的体外系统包括单片机控制处理电路、键盘控制和LCD显示、信号发射电路、信号接收电路、串行通信电路、模拟开关控制电路以及电源管理电路等。其中，系统通信模块的设计是本课题的重点和难点所在。该通信模块主要包括信号的调制和解调、发射电路的功率放大、接收电路的前置放大和次级放大以及天线的设计。同时，进行数据处理时，可以通过人机交互接口，进行一些人机交互的操作，包括显示每个刺激信号的各种参数和一些其他的操作信息等，这样将使操作更加简单和方便。人机交互可以通过键盘控制和LCD显示来实现；也可以通过与串口相连接的PC计算机来实现，而且效果更佳，更具有人性化。体内系统是以TI公司新型的16位超低功耗Flash型单片机MSP430F1121军医进修学院硕士学位论文为微处理器的单片机系统，具体包括单片机控制处理电路、通信模块、束日激波产生模块以及其他辅助模块等，其中单片机根据通信模块接收到的指令及波形参数去控布帅d激波产生模块产生出不同频率、不同巾副变、不同占空比的束日激波。由于体内模块需要植入体内，这样将会受到体积和功耗的卜赊」，所以微小体积和超低功耗是设计体内模块的出发点，也是重点与难点所在。

全文目录

第一章绪论  9-13
  1.1 本课题的目的与意义  9-10
  1.2 本课题研究的具体内容  10-11
  1.3 与本课题有关的国内外研究进展及存在问题  11-13
第二章系统通信的基本要素的确定  13-19
  2.1 系统通信的方式  13-14
  2.2 系统通信的载波频率  14-15
  2.3 信号的调制解调  15-19
第三章神经刺激器体外部分总体方案设计  19-23
  3.1 整体框图的设计  19-20
  3.2 系统核心控制处理芯片(MPS/μP)的选择  20-23
第四章刺激器体外模腳电路设计及软件编程  23-43
  4.1 体外部分系统硬件组成及工作原理  23-26
  4.2 人机交互接口电路及接口程序设计  26-29
  4.3 串行通信电路及程序设计  29-42
  4.4 电源管理部分  42-43
第五章神经刺激器体内部分总体方案设计  43-48
  5.1 整饰框图的设计  43-44
  5.2 体内部分电源的供给方式  44-45
  5.3 体内系统设计的关键问题和应对措施  45-46
  5.4 单片机的选择  46-48
第六章刺激器体内模块硬件电路设计及软件编程  48-69
  6.1 体内模块系统硬件组成具体框图及工作原理  48
  6.2 刺激波产生部分硬件实现  48-54
  6.3 不同参数的矩形波的软件实现  54-59
  6.4 通信模块  59-67
  6.5 整个体内系统的软件流程  67-69
第七章体内模块的功耗估计  69-73
  7.1 体内系统工作电流估计  69-72
  7.2 体内系统功耗的测量试验方案  72-73
第八章总结  73-77
  8.1 整个系统的调试  73-75
  8.2 本课题的创新点  75-76
  8.3 改进设想  76-77
参考文献  77-81
癲痫用迷走神经刺激器的文献综述  81-92
  一、癫痫治疗方法  81-85
  二、迷走神经刺激器的发展现状  85-89
  三、一些相关技术的国内专利申请情况  89-92
参考文献  92-93
致谢  93-94

神经刺激器的初步研究

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