視覺假體中基于圖像信息的能量可調(diào)節(jié)無線傳輸系統(tǒng)的研究.pdf

1、視覺假體是一種幫助視覺損傷人士修復(fù)視覺功能的植入式醫(yī)療裝置。該類裝置采集視覺圖像,提取關(guān)鍵視覺信息并進(jìn)行神經(jīng)編碼,通過植入體內(nèi)的微刺激器對視皮層、視神經(jīng)或者視網(wǎng)膜進(jìn)行電刺激,誘發(fā)光幻視,實現(xiàn)被植入者的視覺感知。視覺假體的設(shè)計中必須考慮到視覺假體長期植入、隨時攜帶的要求。相關(guān)裝置對于視覺信息的處理、編碼、傳輸?shù)膶崟r性也具有較高的要求。此外,植入裝置的體積還受到嚴(yán)格限制。以上要求決定了視覺假體須采用無線傳輸?shù)捏w內(nèi)外供能和通信方案。
　

2、　為了提高視覺感知效果,視覺假體設(shè)計中傾向增加電刺激電極數(shù)量,目前已知相關(guān)研究中最大電極數(shù)超過1000個。隨著視覺假體電極數(shù)量的不斷增多,體內(nèi)裝置的功耗也將大大增加,體內(nèi)外無線傳輸方案也面臨許多新的問題。一是視覺假體便攜式電源容量有限,內(nèi)部功耗增加將大大減少裝置續(xù)航時間。因此需要高效率利用電源能量的無線傳輸方案。二是視覺假體工作中持續(xù)傳輸較大功率會增加使用局部生物組織的電磁輻射,對長期使用時的生物安全性構(gòu)成潛在的威脅。
　　針對以

3、上問題,本文提出了一種基于圖像信息的能量可調(diào)節(jié)無線傳輸方案,能夠根據(jù)視覺圖像信息預(yù)測體內(nèi)裝置需要的功率,并及時調(diào)節(jié)無線傳輸?shù)墓β?實現(xiàn)體外發(fā)射功率和體內(nèi)需要功率的動態(tài)匹配。
　　本文首先介紹了能量可調(diào)節(jié)無線傳輸系統(tǒng)的硬件設(shè)計方案,分析了功率放大器、數(shù)據(jù)調(diào)制和解調(diào)、能量可調(diào)節(jié)發(fā)射電路、接收電路等關(guān)鍵模塊和功能的設(shè)計思路,比較了國內(nèi)外相關(guān)研究,力求實現(xiàn)適合視覺假體特定應(yīng)用背景的優(yōu)化設(shè)計。其后,本文闡述了基于圖像信息的能量可調(diào)節(jié)無線傳輸