萬(wàn)方數(shù)據(jù) 萬(wàn)方數(shù)據(jù) 上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文 上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文 基于無(wú)線充電技術(shù)的植入式胃腸電刺激系統(tǒng)的研究 摘 要 胃腸電刺激方法是一種新型的胃腸道疾病的治療方法，研究證明其 在提供胃腸動(dòng)力，促進(jìn)胃排空，恢復(fù)胃腸功能及治療肥胖等方面有比較 好的療效。但是胃腸道電刺激方法在臨床應(yīng)用上，仍然受到現(xiàn)有治療儀 器的限制，主要表現(xiàn)在兩方面：一是供電壽命有限，造成治療脈沖參數(shù) 范圍有限；二是缺乏有效的方法檢測(cè)胃腸道收縮。針對(duì)越來(lái)越普遍的功 能性胃腸病癥，開(kāi)發(fā)出多功能植入式胃腸電刺激系統(tǒng)已經(jīng)成為功能性胃 腸病治療領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向。 本文以上海交通大學(xué)醫(yī)工交叉基金資助項(xiàng)目（NO.YG2010MS75）為 依托，結(jié)合工程技術(shù)與醫(yī)學(xué)知識(shí)，對(duì)胃腸電刺激方法進(jìn)行了深入的研究。 分析現(xiàn)有治療儀器存在的不足，研究新一代植入式胃腸電刺激系統(tǒng)的關(guān) 鍵技術(shù)，對(duì)功能性胃腸病電刺激診療起到進(jìn)一步推動(dòng)作用，具有重要的 研究意義和明顯的社會(huì)效益。 論文提出了一種新型的基于無(wú)線充電技術(shù)的植入式胃腸電刺激系統(tǒng) 方案，系統(tǒng)由植入式體內(nèi)刺激器、體外控制器、無(wú)線充電裝置和上位機(jī) 控制軟件組成。植入式體內(nèi)刺激器實(shí)現(xiàn)四導(dǎo)聯(lián)胃腸電刺激，同時(shí)通過(guò)檢 測(cè)腸電信號(hào)和壓力信號(hào)，實(shí)現(xiàn)生物反饋控制，實(shí)時(shí)調(diào)控電刺激效果；體 外控制器負(fù)責(zé)控制指令的發(fā)送以及反饋數(shù)據(jù)的接收和存儲(chǔ)；無(wú)線充電裝 置能夠?yàn)橹踩胧襟w內(nèi)刺激器供能，從而避免了頻繁更換電池給患者帶來(lái) 的痛苦；上位機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件是實(shí)現(xiàn)界面化控制和后續(xù)數(shù)據(jù)再處理的功 能。 本文從以下幾個(gè)方面具體闡述了胃腸電刺激系統(tǒng)的研究工作： 首先，對(duì)胃腸電刺激方法的作用機(jī)理進(jìn)行分析，總結(jié)了其在無(wú)器質(zhì)性病 變的胃腸病治療方面取得的研究成果。分析了目前國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的胃腸道 電刺激器的研究現(xiàn)狀，并據(jù)此提出新型的基于無(wú)線充電技術(shù)的植入式胃 I 腸道電刺激系統(tǒng)的設(shè)計(jì)構(gòu)思。該系統(tǒng)主要針對(duì)現(xiàn)有胃腸電刺激器的不足 之處，設(shè)計(jì)了相關(guān)的模塊功能，擬解決胃腸道電刺激臨床應(yīng)用的幾大技 術(shù)瓶頸問(wèn)題。 其次，根據(jù)現(xiàn)狀的分析提出相應(yīng)的系統(tǒng)解決方案和設(shè)計(jì)指標(biāo)，進(jìn)一 步提出系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，并通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)思想分別對(duì)體內(nèi)，體外裝置 的硬件和軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，并完成了相應(yīng)模塊控制程序的編寫和調(diào)試。本 文著重介紹系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計(jì)，重點(diǎn)分析了生物反饋控制、無(wú)線充電 系統(tǒng)，時(shí)鐘控制以及電流檢測(cè)功能的實(shí)現(xiàn)。 最后，根據(jù)系統(tǒng)總體以及各模塊的設(shè)計(jì)完成系統(tǒng)的樣機(jī)研制。并對(duì) 系統(tǒng)樣機(jī)進(jìn)行經(jīng)皮無(wú)線充電，腸電信號(hào)和壓力信號(hào)等方面的測(cè)試，在離 體實(shí)驗(yàn)中，系統(tǒng)可以有效檢測(cè)到 2cpm~20cpm 的模擬腸電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)實(shí) 時(shí)刺激參數(shù)修改輸出不同的刺激脈沖，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了電流檢測(cè)功能，監(jiān)測(cè) 作用部分的胃腸電阻，以及電流的作用效應(yīng)為后續(xù)的恒流刺激模式提供 參考；經(jīng)皮無(wú)線能量在兩級(jí)線圈軸向距離為 22mm 時(shí)的接收充電穩(wěn)定功 率最大為 0.93W，體內(nèi)鋰離子的充電電流可在 180mA~240mA，滿足植 入式刺激器經(jīng)皮供能的要求。 離體實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了胃腸電刺激系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有效性，為基于無(wú)線充電技 術(shù)的胃腸道電刺激器的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)以及后續(xù)的臨床應(yīng)用奠定了一定的基礎(chǔ)。 在論文的最后，對(duì)論文的工作和實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行總結(jié)，并提出今后系統(tǒng)的 改進(jìn)方向和進(jìn)一步研究的意義。 關(guān)鍵詞：功能性胃腸病，肥胖，電刺激系統(tǒng)，無(wú)線充電技術(shù)，生物反饋 控制 II RESEARCH ON IMPLANTABLE GASTROINTESTINAL STIMULATING SYSTEM BASED ON WIRELESS CHARGING TECHNOLOGY ABSTRACT Gastrointestinal electrical stimulation (GES) is a new method of treatment to diseases of the gastrointestinal tract.Studies have shown that GES has good curative effect in gastrointestinal motility, promoting gastric emptying, gastrointestinal function recovery,in the treatment of obesity and so on. But in clinical applications,Gastrointestinal electrical stimulation method is still limited by existing treatment equipments, mainly manifesting in two aspects: On the one hand, its power supply has a lim

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