经颅磁刺激器主回路分析及控制电路软件设计

论文摘要

经颅磁刺激(Transcranial Magnetic Stimulation,TMS)技术是一种用于大脑皮层刺激的非侵入的新方法,它具有安全、有效、无痛、无损伤、易于重复及操作简单等优点,已被应用于精神疾病的治疗及脑功能研究中。本文对经颅磁刺激器进行设计,主要在主回路的分析和控制电路的软件设计方面进行了工作。本文分析了设计经颅磁刺激器的一般原则,包括基本理论、硬件及其构成,讨论了研制过程中遇到的问题。建立了磁刺激器的RLC模型,给出模型参数的计算方法,分析和讨论了决定感应强度的各种因素,详细计算了磁刺激系统各元件的参数。针对磁刺激器对电压、电流的要求和设计中的注意事项,对元器件进行了选择。最终设计制作出一套经颅磁刺激系统,该系统的最高工作电压可达2.5千伏。在对该系统的控制电路进行设计分析的基础上,编写了控制系统软件的程序,通过以单片机为核心的控制系统来达到控制主回路的充放电的目的。通过实验验证了该系统具有工作稳定、操作方便的特点。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• §1-1 前言
• 1-1-1 经颅磁刺激的提出
• 1-1-2 研究意义
• §1-2 国内外研究现状
• §1-3 经颅磁刺激技术存在的问题及发展趋势
• §1-4 本文的研究内容
• 第二章 经颅磁刺激器主电路的设计
• §2-1 磁刺激技术的基本原理
• 2-1-1 磁刺激对生物体的作用原理
• 2-1-2 磁刺激产生的基本原理
• 2-1-3 脉冲磁场产生的原理
• §2-2 磁刺激器的总体设计方案
• 2-2-1 磁刺激器的构成原理
• 2-2-2 RLC 主电路的分析
• §2-3 主要元器件的性能和参数分析
• 2-3-1 充电回路的元器件参数分析及选择
• 2-3-2 放电回路的元器件参数分析及选择
• 2-3-3 充放电控制电路的分析
• §2-4 本章小结
• 第三章 控制电路的研究及软件系统的设计
• §3-1 控制电路的硬件组成结构分析
• §3-2 软件系统的设计
• 3-2-1 软件系统平台
• 3-2-2 软件系统流程图简介
• §3-3 各个模块部分的软件实现
• 3-3-1 数码管驱动部分的程序设计
• 3-3-2 A/D 采样部分的程序设计
• 3-4 本章小结
• 第四章 系统试验及分析结果
• §4-1 主回路试验结果及分析
• §4-2 控制电路的调试分析
• §4-3 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢