一种可编程刺激器系统的研制

本文介绍一种主要由微处理机(TP801)及电子刺激器(SC—1)组成的可编程刺激器系统。该系统最初是为满足研究缺血心肌兴奋性需要而专门研制的,但它容易扩展新的功能,例如,能按预编程序发出宽度、幅度和波形可控的脉冲,能实现对外部设备及多点轮流刺激的控制等等。因此,在生理研究中     

以微处理机为主体的生物电信号处理装置

一、引言近年来,由于集成度高、价格便宜的微处理机芯片的问世,使得计算机在医学生理实验中的普遍应用成为可能。将微处理机与示波器、生物电放大器和刺激器等传统电生理仪器组合,使原有的实验系统由只具有单一的记录功能变为具有对某些生物电信号进行分析和处理的多种功能,是实验手段的一大进步。据此,我们研制了一台以 DBZ—80单板微机为主     

用微处理器控制的两道刺激器

一、简介心脏起搏用刺激器的一般要求,已经得到公认和充分的资料阐明。然而,有时改变个别起搏脉冲参数及起搏前插入一个或几个脉冲是有好处的。事实上,近十年来临床和心脏电生理研究的迅速发展,关键性地取决于心脏电刺激技术。在诊断和研究中,电刺激的目的是为了描述出特定心脏传导系统中心肌的反拗性(不应期),以便开始和中断造成许多心动过速的反复或循环运动机制。电生理研究中,需要改变诸如脉冲强度或宽度等刺激参数,以研究兴奋性(应激性)和反拗性(不应性),或在心动周期内给于一     

大鼠遥控导航及其行为训练系统的研究

本研究开发了一套大鼠遥控导航及行为训练系统,通过无线微刺激器刺激大鼠特定脑区,实现对动物运动行为的控制。系统的主要部分有:集成的PC机控制程序(包括通讯、参数设置和数据文件管理等功能)、采用蓝牙模块制作的发射器和接收器、基于C8051微处理器控制的刺激器、无线摄像系统,用于压杆实验的操作箱和用于行为训练的八臂迷宫。刺激器有恒压或恒流两种工作模式,具有幅值可调的特性,可以方便地设置刺激参数以适应不同的训练目的。系统经过了多种行为学实验的测试:监视和记录大鼠在操作箱的压杆过程、控制大鼠走八臂迷宫、以及遥控引导大鼠按三维障碍路线行走。测试结果表明该系统工作稳定,产生的刺激信号可以有效地控制大鼠不同的转向行为。此外,对大鼠的训练结果表明作用于大鼠体感皮层桶状区(Barrel Field,BF)的刺激可给予大鼠"虚拟的"提示,该提示刺激与内侧前脑束的奖赏刺激联合作用可以训练并引导大鼠完成不同的转向动作。     

闭环植入式神经刺激器的现状与发展趋势

闭环植入式神经刺激器能根据患者生理信号的变化自适应地调整刺激参数的特性,使其成为研究的热点,患者的临床需求推动其设计开发的进展。介绍3种闭环植入式神经刺激器的作用机制和刺激参数评估的理论研究以及临床应用现状,这3种闭环植入式神经刺激器分别为代表中枢神经、外周神经及脊髓神经的脑刺激器,迷走神经刺激器以及脊髓神经刺激器。概括分析闭环植入式神经刺激器研究应用中未解决的问题和发展趋势,即闭环植入式神经刺激器的作用机制仍需要深入研究,刺激参数评估的有效性需要进一步提高,应用于临床的系统有待继续完善。     

鲤鱼机器人无线遥控系统设计与应用

为解决有线控制时导线对水生动物机器人缠绕和运动束缚问题,设计一种鲤鱼机器人脑电刺激无线遥控系统。其中,系统硬件包括无线通信模块、电刺激信号生成模块、电源模块,系统软件包括串口通信设置、运动模式选择。将脑电极植入后在颅腔表面进行防水封固,将无线电刺激器放入防水包内搭载于鲤鱼机器人上,利用上位机远程控制无线电刺激器,令电刺激器发射信号通过电极刺激脑运动区,控制鲤鱼机器人运动。将鲤鱼机器人(n=10)置于水迷宫进行水下实验,结果显示该系统可以控制鲤鱼机器人的前进、左转向和右转向运动,成功率分别为60%、70%、80%,表明所设计系统及应用方法对鲤鱼机器人水下无线控制均是有效且可行的。     

用TP—801单极机实现对人体心电的自动监护

将心电 R 波检出硬件电路与微处理机相连接可组成人体心电的自动监护系统。由于微处理机具有价格低廉、体积小、功耗低、操作方便等特点,同时考虑到其运算速度和记忆容量,使得它更适合于临床一般的心电监护。如实时心率的自动显示,常见心律失常的检测报警。在心电图机上装一微处理机监护系统便组成了可携带的心电图描记和诊     

用于刺激响应测量的味觉刺激器的开发

目前,已有数种临床诊断方法用于味觉障碍患者。但大多数是基于患者主诉,不适用于揭示心理性症状,也不利于推断伪装疾病。临床上亟待客观检查方法的出现。尽管诱发响应EEG或MEG已经被作为一种客观方法用于诊断其他感觉器官障碍,但要想将其用于味觉障碍的诊断,一个具有极小上升时间的味觉脉冲刺激器是必不可少的,同时确保该刺激器产生与触觉干扰无关的纯味觉刺激也是十分重要的。由于这种刺激器还没有达到可用的程度,故几乎没有这样的实验报导。作者研制了一种可以产生短上升时间(16.5ms)的味觉刺激器。为了评估这种刺激器的特性,通过以下…     

基于快速M变换的多焦视觉电生理检查系统的设计

多焦视觉电生理是一种客观的、无创的视功能检查方法,可以同时检查视网膜多个微小区域的视功能,在眼底疾病的早期诊断上有独特的优势。本文介绍了多焦视觉电生理检查系统的原理与设计,它利用Windows98以上的微软操作系统特有的多显示技术,控制图形刺激器产生特殊的六边形阵列,由m序列控制六边形阵列的黑白翻转来对视网膜的各个区域分别进行刺激。然后用特制的Burian-Allen电极把由视网膜多个区域产生的混合叠加信号提取出来。信号经过放大、A/D转换后送入计算机。计算机利用快速M变换对混合信号进行分离,从而得到视网膜各个区域的反应信号。快速M变换可以将互相关计算转换为FWT,从而大大节省了计算时间。     

用于外周神经的干涉电流刺激器设计

设计了一种用于外周神经电刺激的干涉电流刺激器。该刺激器为两路电流输出,可以产生4种波形,每种波形的频率、幅度等参数可在上位机进行设置,频率分辨率为0.2 Hz,幅度分辨率为0.01 mA,时间分辨率为0.1 μs。该刺激器的特点在于可在刺激强度一定的条件下连续改变电流比,或在电流比一定的情况下连续改变刺激强度。上位机采用LabVIEW开发,下位机采用FPGA对3片DAC进行控制,DAC产生的波形信号经过隔离恒流源电路后施加到负载。经过测试,刺激器能够准确产生4种波形,电流偏差在2.6%以内,恒流效果良好。该刺激器体积小,操作简单,产生波形稳定,可以用于无损选择电刺激研究。     

面向动物机器人的柔性埋入式神经刺激器研制EI北大核心

神经刺激器是动物机器人的核心组成部分,尽管动物机器人的控制效果受到多种因素的影响,但神经刺激器的性能对动物机器人的调控效果具有决定性作用。面向动物机器人,利用柔性印制电路板技术研制了埋入式神经刺激器,不仅实现了刺激器通过控制信号产生参数可调的双相电流脉冲,而且对其携带方式、材料以及尺寸等方面也进行了优化,克服了传统背负式以及头插式神经刺激器存在的隐蔽性差且易感染的缺点。刺激器的静态、离体及在体性能测试结果表明,该刺激器不仅具有精确的脉冲波形输出能力,而且重量轻、体积小,在实验室和室外空间环境中均具有良好的在体工作性能。该项研究对于动物机器人的应用具有较高现实意义。     

电生理刺激信号的微机合成(摘要)

电刺激作为电生理实验的重要手段,在组织、神经、直至细胞元的机制、兴奋性、联系通路等的研究中都有很大的价值。目前现有的刺激器存在价格高、性能不完善的缺点,作者针对这种情况研制了单片微机控制的刺激器,用户可根据需要选用不同的软件(固化于EP—     

用于磁刺激的圆形线圈的优化研究

以华科公司研发产品HKYJ-1型磁场刺激器为基础,建立磁刺激线圈的RLC模型,根据线圈峰值磁能指标对HKYJ-1型磁场刺激器磁头线圈的优化性进行讨论和评估.仿真结果证明HKYJ-1型磁场刺激器的磁刺激用圆形线圈所产生的峰值磁能与磁刺激治疗所需阈值磁能未能形成最优,线圈峰值磁能过大,其后果使线圈能耗过大,至使磁头发热过大,(与设备实际使用情况相符)最终导致刺激器工作有效性降低.根据研究结果本文提出了HKYJ-1型磁场刺激器的改进建议,提出了优化磁刺激用圆形线圈制作参数和结构参数的途径和方法,这样有效地提高华科HKYJ-1型磁场刺激器的医疗效率.     

慢性脑神经刺激电参数及刺激器的应用技术

在人脑和中枢神经系统植入电脉冲刺激器,是治疗神经性疾病的有效方法,但对刺激电参数的控制是该技术的关键,它不仅直接影响治疗效果,而且对减少或预防由刺激引起的有害的电化学反应起决定性作用。本文综述了有关慢性脑神经刺激电参数研究情况以及刺激器的应用技术,认为:刺激脉冲须经电容耦合;采用对称双向波;双相脉冲每一相电荷量限制在0.5微库以下;用惰性金属制作电极;刺激频率为15～100Hz,脉宽为0.1～0.5ms。     

一种无线闭环迷走神经刺激器及系统

为了治疗药物难治性癫痫,提出一种无线闭环迷走神经刺激器及系统,包括头戴式头皮脑电记录器、迷走神经刺激器、电磁耦合能量发射器和控制应用App,设计一种可以分离局部场电位和动作电位的生物信号前置放大器,一种刺激脉冲参数可调的迷走神经刺激器,一种电磁耦合能量发射器以及一个控制应用App。使用海岸线参数检测算法判定癫痫脑电信号的产生。测试结果表明,生物信号前置放大器对局部场电位和动作电位的放大增益分别为40和60 dB。迷走神经刺激器接收到来自控制应用App的刺激参数后,可以产生对应参数的双极性刺激脉冲。当发射器发射功率为30 dBm,发射线圈和接收线圈距离2 cm时,电磁耦合能量传输效率最大为15.4%。海岸线参数算法的正检率为88%。     

使用功能神经肌肉刺激在瘫痪病人的冠状平面顶角的反馈控制

本文报导关于一项用于功能性肌肉电刺激(FNS)的瘫痪病人的冠状平面反馈控制的研究。本反馈控制是通过直接调节中枢位置中的冠状平面的顶角来实现控制的,该系统已用于两个瘫痪病人。系统包括传感器安装和信号处理技术,两级反馈控制器、刺激器硬件和一组经皮肌肉内电极。反馈控制包括用级联方式的两级,可修改的离散时间比例-积分-微分(PID)级和非线性单路输入、多路输出级,以确定肌肉被刺激的数量。本研究集中于通过比较反馈控制系统对于开环刺激系统的响应来     

基于无线充电技术的胃肠电刺激系统

目的设计一种新型的植入式胃肠道刺激系统,不仅具有刺激功能,还具有肠电和压力检测功能,可用于检测胃肠道刺激的效果,同时增加无线能量供给,以实现刺激器的长期植入。方法系统由体内刺激模块、体外控制模块及无线能量传输模块组成。体外控制模块通过无线射频将控制信号传输到体内刺激模块,体内刺激模块的能量由体外能量发射装置通过电磁耦合进行供给。通过生物反馈控制检测不同刺激参数对胃肠道收缩活动的作用效果,实时调整刺激参数,输出需要的刺激脉冲。以模拟心电信号模拟肠电信号,进行了相关的体外实验。结果在体外实验中,系统可有效检测到2—20次／min的模拟心电信号,并实现实时刺激参数修改输出不同的刺激脉冲。该系统实现了电流检测功能,监测作用部分的胃肠电阻。经皮无线能量在两级线圈轴向距离为22mm时的接收充电稳定功率最大为0．93W,体内锂离子的充电电流为180～240mA。结论系统可检测到最大变化范围的模拟肠电信号。验证电流的作用效应为后续的恒流刺激模式提供参考。该系统的无线充电功能可满足植入式刺激器长期植入的能量需求。     

用于截瘫病人助行的便携式和实验室用电刺激系统的研制与应用

带微机的电子刺激器已成为功能性神经肌肉刺激(FNS)的基本工具。临床上有实用价值的FNS助行系统必须能提供较完善的和广泛的适用性功能以满足或替代病人所丧失的控制能力。本文介绍了两种新的功能性神经肌肉刺激(FNS)系统,它们可用于瘫痪病人的助行装置。这两种系统是:便携式和实验室用(非便携式),与以往的类似装置相比,该系统具有许多显著的优点:它具有记忆、扩充能力和与其它系统联机的接口功能。它的另一个特点是能方便地进行可编程序操作。实验室用刺     

肠道生物机器人中驱动装置的刺激控制系统研究

针对目前肠道诊疗设备的驱动问题,引入一种全新的肠道诊疗没备一肠道生物机器人.利用生物体作为驱动装置,携带肠道诊疗装置进入肠道内,通过体外的控制中心遥控生物体的运动行为,实现诊疗装置在肠道内主动前进、后退和定点泊位.选取黄鳝作为肠道生物机器人的生物体,并在了解其运动控制机理的基础上,设计出刺激控制系统.该系统由刺激电极和刺激器两部分组成,其刺激电极为表面式刺激电极和植入式刺激电极;其刺激器由LabVIEW软件和数据采集卡构成.采用该系统进行体外刺激控制实验,初步获得控制黄鳝前进的方法,证实该系统的可行性.     

电子耳蜗在医学中的应用

一、电刺激的种类 电刺激可分为三类:①功能性电刺激:指借电刺激恢复人体的某些收缩功能,如心脏起搏器,步态矫正器,瘫痪肢体刺激器等。1997年美国FDA批准了一种叫“自由臂”的手臂刺激器,将刺激电极植入瘫痪的手臂中,利用异侧肩部传感器控制臂和手指运动。又如美国研制一种“VOCARE”刺激器,将电极植入在骶骨下的神经节,可使脊柱损伤后大、小便失禁患者