经颅磁刺激系统控制电路设计及其仿真分析

论文摘要

经颅磁刺激(TMS)是用于刺激人体中枢及周围神经组织的一项无创、无痛的新技术,其基本原理是利用时变磁场在组织内产生感生电流,直接刺激皮层神经元而改变后者功能。经颅磁刺激器工作时不需要跟人体有直接的物理接触,整个过程无创、无痛且易于重复,并且进入人体的磁场无明显的衰减,因此相比于传统的电刺激有很多优点,该技术目前已经广泛应用于学术研究、诊断、治疗等领域中。根据河北省自然科学基金资助项目“经颅磁刺激系统设计及其对肢体神经影响的研究”(编号:E2006000037)的任务要求,本文对经颅磁刺激系统进行仿真分析的基础上,完成了整个系统的设计。本文主要是完成经颅磁刺激系统主电路及其控制电路的设计。首先详细分析了经颅磁刺激器的基本原理,并用OrCAD进行了详尽的仿真分析,给出了较为合理的系统参数,设计了充放电回路,然后设计了基于单片机的控制系统,实现了对系统充放电控制和应急处理。最后设计实现了单脉冲经颅磁刺激系统,并对所设计系统提出了改进措施,为经颅磁刺激技术的发展开辟了思路。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• §1-1 经颅磁刺激的提出及研究意义
• 1-1-1 经颅磁刺激的提出
• 1-1-2 研究经颅磁刺激的意义
• §1-2 国内外研究现状
• 1-2-1 国外研究现状
• 1-2-2 国内研究现状
• 1-2-3 经颅磁刺激系统的临床应用研究现状
• §1-3 本文主要工作
• 第二章 经颅磁刺激器系统仿真及设计
• §2-1 经颅磁刺激工作原理
• 2-1-1 经颅磁刺激的物理学原理
• 2-1-2 经颅磁刺激的生理学原理
• 2-1-3 经颅磁刺激原理
• §2-2 电路原理分析及仿真
• 2-2-1 经颅磁刺激器基本原理
• 2-2-2 经颅磁刺激器电路原理
• §2-3 经颅磁刺激器参数选择
• 2-3-1 经颅磁刺激器放电回路响应状态的选择
• 2-3-2 经颅磁刺激器参数选择
• 2-3-3 经颅磁刺激器总体设计方案
• §2-4 经颅磁刺激器设计
• 2-4-1 充电电路
• 2-4-2 放电电路
• 2-4-3 经颅磁刺激主电路完整电路
• 2-4-5 手动控制的经颅磁刺激系统
• §2-5 本章小结
• 第三章 经颅磁刺激器控制电路设计
• §3-1 经颅磁刺激器控制电路原理
• 3-1-1 经颅磁刺激器控制电路基本原理
• 3-1-2 经颅磁刺激器控制电路各模块功能
• §3-2 经颅磁刺激器控制电路各模块硬件设计
• 3-2-1 微处理器电路
• 3-2-2 最小系统设计
• 3-2-3 键盘模块
• 3-2-4 显示模块
• 3-2-5 A/D 模块
• 3-2-6 光耦TIL117 接口
• §3-3 经颅磁刺激器控制电路总体设计
• §3-4 经颅磁刺激器控制电路PCB 制作
• 3-4-1 设计PCB 的一般原则
• 3-4-2 经颅磁刺激器控制电路PCB 制作
• §3-5 系统调试结果及分析
• 3-5-1 主电路调试结果及分析
• 3-5-2 控制电路调试结果及分析
• §3-6 本章小结
• 第四章 总结与展望
• §4-1 本文主要工作总结
• §4-2 下一步工作
• 参考文献
• 致谢