基于神經(jīng)刺激的無線閉環(huán)鎮(zhèn)疼系統(tǒng)的研究.pdf

1、慢性疼痛被認(rèn)為是一個(gè)嚴(yán)重的公共健康問題。然而,大多數(shù)慢性疼痛患者沒有條件得到有效的治療救濟(jì),或者因?yàn)闊o法承受高額的治療開銷、擔(dān)心化學(xué)治療方法帶來各種副作用而拒絕了必要的治療。因此,高效率、低副作用、低成本的慢性疼痛治療方案亟待科研人員的研究和開發(fā)。神經(jīng)刺激可以被考慮為治療慢性疼痛的一種適當(dāng)方案。然而,當(dāng)前的植入式神經(jīng)刺激系統(tǒng)大多運(yùn)行在開環(huán)狀態(tài),這種開環(huán)方式,難以在客觀的電生理信號(hào)監(jiān)控層面對(duì)患者疼痛強(qiáng)度進(jìn)行量化評(píng)估,也缺少實(shí)時(shí)性的神經(jīng)刺激

2、強(qiáng)度調(diào)節(jié)功能,因此從治療的安全性、有效性等角度考慮,離可靠地適用于臨床還有一段距離。
　　本文研究并實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用于閉環(huán)鎮(zhèn)痛的無線神經(jīng)信號(hào)采集、刺激系統(tǒng)。完成了硬件電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制備與調(diào)試,并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)、開發(fā)了基于閉環(huán)反饋控制算法的上位機(jī)軟件。整套系統(tǒng)可以對(duì)神經(jīng)元細(xì)胞外放電信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)地采集、監(jiān)控,并在需要的時(shí)候同步產(chǎn)生可配置的神經(jīng)刺激,用于對(duì)慢性疼痛進(jìn)行抑制。通過一系列動(dòng)物試驗(yàn),無線閉環(huán)系統(tǒng)抑制疼痛的有效性得到了很好的驗(yàn)證。<

3、br>　　在構(gòu)建閉環(huán)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的基礎(chǔ)之上,為了更加準(zhǔn)確地量化疼痛性神經(jīng)放電響應(yīng),本文提出了一種增強(qiáng)型疼痛識(shí)別算法。該算法在考慮神經(jīng)元細(xì)胞外動(dòng)作電位信號(hào)絕對(duì)強(qiáng)度的同時(shí),引入了神經(jīng)元放電變化因子,通過權(quán)值綜合判斷,強(qiáng)化并凸顯神經(jīng)元放電過程中的突變點(diǎn),在一定程度上有效地增強(qiáng)了疼痛識(shí)別算法的魯棒性。
　　此外,本文還設(shè)計(jì)開發(fā)了多通道疼痛信號(hào)采集系統(tǒng)、無線供電閉環(huán)鎮(zhèn)痛系統(tǒng)、微型植入式腦皮層電信號(hào)采集系統(tǒng),以改善當(dāng)前系統(tǒng)在續(xù)航能力、便攜性方面的