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基于MSP430的可充电脑起搏器设计

更新时间：2020-04-09 01:00:33 大小：2M 上传用户：zhengdai 查看TA发布的资源 标签：msp430 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

在运动障碍性疾病中,帕金森病患病率比较高,是仅次于脑血管病的神经系统常见病之一,给患者及其家属带来了巨大的痛苦.脑深部电刺激由于具有可逆及可调等独特的优势已成为帕金森病手术治疗的理想方法,但全世界只有美国Medtronic公司生产脑起搏器,其价格非常昂贵、使用寿命短,我国普通老百姓对此只能望而却步.因此,设计和生产国产脑起搏器能够产生巨大的社会效益和经济效益.脑起搏器通过产生幅值、频率、脉宽和极性可调的弱电脉冲刺激脑内控制运动的特定功能神经核团,抑制引起帕金森病症状的异常脑神经信号,从而消除帕金森病的症状,使患者恢复自如活动和自理能力.本文提出一种基于MSP430的可充电脑起搏器设计方案,在实现产生弱电脉冲功能的基础上增加了非接触式经皮充电功能.整个脑起搏器系统主要由体外遥控器和体内刺激器两部分组成,两者之间需要进行能量和信号的传输.本论文分为四个部分,第一部分讨论了脑起搏器非接触式能量传输系统的构建方法:第二部分介绍了体内体外无线通信系统的组成和设计；第三部详述了体内刺激器系统的设计方法；第四部分简要地介绍了体外遥控器的设计. 体内刺激器是系统的核心部分,也是本设计的重点和难点.由于它最终要通过外科手术植入人体,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.为此,采用了业界最低功耗的MSP430 F149单片机作为系统控制核心,以nRF905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.脑起搏器非接触式能量传输系统基于线圈感应耦合及高频开关技术的基本原理,采用了单端反激式拓扑结构,将能量通过两个平面线圈耦合到人体内可充电锂电池,给内部刺激器系统供电.为了能够确定最优的设计方案,本设计详细地考虑了各种相关因素对充电效果的影响,最后以TOP225Y单片开关集成电路为核心构建了脑起搏器能量传输系统.通过试验证明,该系统具有良好的充电效果,能够满足脑起搏器充电要求.本论文的主要创新点在于,脑起搏器的设计在国内尚属首次探讨,在国际上也是首次提出将非接触式感应充电方法应用到脑起搏器系统供能上.