摘要：胃肠电刺激策略是一种新型的胃肠道疾病的治疗策略，探讨证明其在提供胃肠动力，推动胃排空，恢复胃肠功能及治疗肥胖等方面有比较好的疗效。但是胃肠道电刺激策略在临床运用上，仍然受到现有治疗仪器的限制，主要体现在两方面：一是供电寿命有限，造成治疗脉冲参数范围有限；二是缺乏有效的策略检测胃肠道收缩。针对越来越普遍的功能性胃肠病症，开发出多功能植入式胃肠电刺激系统已经成为功能性胃肠病治疗领域的一个重要探讨方向。本论文以上海交通大学医工交叉基金资助项目（NO.YG2010MS75）为依托，结合工程技术与医学知识，对胃肠电刺激策略进行了深入的探讨。浅析现有治疗仪器有着的不足，探讨新一代植入式胃肠电刺激系统的关键技术，对功能性胃肠病电刺激诊疗起到进一步推动作用，具有重要的探讨作用和显著的社会效益。论文提出了一种新型的基于无线充电技术的植入式胃肠电刺激系统案例，系统由植入式体内刺激器、体外制约器、无线充电装置和上位机制约软件组成。植入式体内刺激器实现四导联胃肠电刺激，同时通过检测肠电信号和压力信号，实现生物反馈制约，实时调控电刺激效果；体外制约器负责制约指令的发送以及反馈数据的接收和存储；无线充电装置能够为植入式体内刺激器供能，以而避开了频繁更换电池给患者带来的痛苦；上位机数据处理软件是实现界面化制约和后续数据再处理的功能。本论文以以下几个方面具体阐述了胃肠电刺激系统的探讨工作：首先，对胃肠电刺激策略的作用机理进行浅析，总结了其在无器质性病变的胃肠病治疗方面取得的探讨成果。浅析了目前国内外现有的胃肠道电刺激器的探讨近况，并据此提出新型的基于无线充电技术的植入式胃肠道电刺激系统的设计构思。该系统主要针对现有胃肠电刺激器的不足之处，设计了相关的模块功能，拟解决胃肠道电刺激临床运用的几大技术瓶颈不足。其次，根据近况的浅析提出相应的系统解决案例和设计指标，进一步提出系统的总体设计，并通过模块化设计思想分别对体内，体外装置的硬件和软件进行设计，并完成了相应模块制约程序的编写和调试。本论文着重介绍系统的关键技术设计，重点浅析了生物反馈制约、无线充电系统，时钟制约以及电流检测功能的实现。最后，根据系统总体以及各模块的设计完成系统的样机研制。并对系统样机进行经皮无线充电，肠电信号和压力信号等方面的测试，在离体实验中，系统可以有效检测到2cpm~20cpm的模拟肠电信号，实现实时刺激参数修改输出不同的刺激脉冲，同时实现了电流检测功能，监测作用部分的胃肠电阻，以及电流的作用效应为后续的恒流刺激方式提供参考；经皮无线能量在两级线圈轴向距离为22mm时的接收充电稳定功率最大为0.93W，体内锂离子的充电电流可在180mA~240mA，满足植入式刺激器经皮供能的要求。离体实验验证了胃肠电刺激系统的设计有效性，为基于无线充电技术的胃肠道电刺激器的动物实验以及后续的临床运用奠定了一定的基础。在论文的最后，对论文的工作和实验结果进行总结，并提出今后系统的改善方向和进一步探讨的作用。关键词：功能性胃肠病论文肥胖论文电刺激系统论文无线充电技术论文生物反馈制约论文
摘要6-8
ABSTRACT8-14
第一章 绪论14-28
1.1 课题探讨背景与作用14-15
1.2 胃肠电刺激生理基础15-17
1.3 胃肠电刺激器的国内外探讨近况17-22
1.3.1 胃肠电刺激对胃肠运动功能的影响的探讨17-19
1.3.2 胃肠电刺激器的探讨近况19-22
1.4 胃肠电刺激器的近况浅析22-23
1.5 无线能量传输技术在医学上的运用近况23-26
1.6 论文主要内容与组织结构26-28
第二章 系统案例设计28-36
2.1 系统总体设计28-29
2.2 系统工作原理29
2.3 生物反馈制约案例29-30
2.4 能量供给案例30-31
2.4.1 有源式供电30-31
2.4.2 无源式供电31
2.5 刺激方式选择案例31-33
2.5.1 刺激脉冲选择31-33
2.5.2 刺激方式选择33
2.6 低功耗案例33-34
2.7 微型化案例34
2.8 材料的生物安全性不足34-35
2.9 本章小结35-36
第三章 系统硬件设计36-68
3.1 体内刺激器硬件设计36-65
3.1.2 生物反馈制约模块37-47
3.1.3 微制约器模块47-48
3.1.4 无线通讯模块48-49
3.1.5 无线充电接收模块49-58
3.1.6 双极刺激脉冲发生模块58-60
3.1.7 多导联刺激模块实现60-61
3.1.8 电流检测模块61-62
3.1.9 时钟制约模块62-63
3.1.10 电源管理模块63-65
3.2 体外制约器设计65-67
3.2.1 键盘与液晶显示模块66-67
3.3 本章小结67-68
第四章 系统软件设计68-85
4.1 系统程序设计68-80
4.1.1 系统总制约程序结构设计68-70
4.1.2 体内刺激器程序设计70-75
4.1.3 生物反馈制约模块程序设计75-77
4.1.4 刺激脉冲模块发生程序设计77-80
4.2 体外制约器程序设计80-82
4.3 上位机软件设计82-83
4.3.1 MFC 概述82
4.3.2 界面设计82-83
4.4 本章小结83-85
第五章 系统样机与离体实验85-95
5.1 系统样机85-87
5.2 离体实验87-94
5.2.1 肠电模拟检测试验87-91
5.2.2 无线充电实验91-93
5.2.3 压力标定试验93-94
5.3 本章小结94-95
第六章 总结与展望95-97
6.1 系统工作总结95-96
6.2 工作展望96-97
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