植入式心脏起搏器系统设计

摘要

早在1952年心脏起搏技术便得到了首次成功应用，在接下来的六十年里，随着微电子技术、医用材料、电池能源等技术的进步，心脏起搏技术得到了长足的发展。我国对心脏起搏器的研究开始于上世纪60年代，虽然取得了很大成绩，但受于一些关键技术的限制，我们与欧美等国仍存在一定的差距。近年，在我国随着人们生活节奏的加快和人口老龄化的加剧，人们对心脏起搏器的需求量正在逐年攀升，而欧美产品却长期占据着该市场的主导地位。所以，我们很有必要对包括程控器在内的整个植入式心脏起搏器系统展开研究，为我国在该技术领域与欧美等国的接轨而贡献自己的一份力量。
　　根据国标GB16174.1-1996对心脏起搏器的要求，本文对程控器和心脏起搏器的各个单元模块进行了设计和实验，并最终做成了初具规模的整个植入式心脏起搏器系统。经过实验验证：该系统的程控器具有程控和遥测的功能，同时具备参数显示和打印的功能，最大程控距离为4cm；心脏起搏器可以根据程控器对其参数的不同设置，而进入相应的工作状态，其起搏模式可以在SSI、SST、SOO之间转换，起搏频率可在30~60ppm之间以10ppm步进，脉冲幅值可在0.5~7.5V之间以0.5V步进，脉冲宽度可在0.06~1.8ms之间以0.06ms步进，并且其具备测量当前电源工作电压和强磁场保护等功能；心脏起搏器的最大平均工作电流在20uA以内。
　　通过搭建测试平台对该系统进行验证，本文所设计的植入式心脏起搏器系统已经具备了行业对其规定的的基本功能。此外，虽然本文是针对单腔心脏起搏器进行设计的，但是双腔心脏起搏器也是基于单腔心脏起搏器的原理进行设计的，所以，本文的设计对双腔心脏起搏器的研究同样具有很重要的价值。

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第一章 绪论

§1.1课题研究背景和意义

§1.2国内外研究概况

§1.3本文主要内容及成果

第二章 植入式心脏起搏器系统原理分析

§2.1心脏工作原理

§2.2心脏起搏器简介

§2.3程控器简介

§2.4本章小结

第三章 心脏起搏器的软硬件设计

§3.1心电感知电路

§3.2脉冲产生电路

§3.3心脏起搏器通信电路

§3.4心脏起搏器MCU系统

§3.5 本章小结

第四章 程控器的软硬件设计

§4.1 程控器MCU系统

§4.2 调制解调电路

§4.3 信号发送电路

§4.4 信号接收电路

§4.5 电源电路

§4.6 本章小结

第五章 系统验证

§5.1 测试目标

§5.2 测试系统的搭建

§5.3 测试方法及结果

§5.4 测试结论

§5.5 本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

作者在攻读硕士期间主要研究成果