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关键词： 脊髓损伤   膀胱功能障碍   胃食管反流病   植入式   神经肌肉电刺激   食管下括约肌  

摘要： 脊髓损伤(Spinal Cord Injury,SCI)导致损伤部位以下的运动和感觉功能的丧失,因而也经常导致膀胱功能部分或完全的丧失。SCI患者往往同时面临着膀胱贮尿和排尿双重功能障碍,如果不及时治疗最终可能导致肾衰竭,这也是导致SCI患者后期死亡的第一位原因。SCI后膀胱功能障碍的患者数目众多、发病率高,严重影响患者的生活质量、心理和社会交往,对患者家庭和社会造成沉重的经济负担。因此,恢复与重建SCI患者的膀胱功能,对于提高这些患者的生活质量、降低死亡率具有十分重要意义。胃食管反流病(Gastro-esophageal Reflux Disease,GERD)被定义为胃内容物反流入食管,导致一系列的不适症状和(或)并发症的一种疾病。GERD是全世界最常见的消化道疾病之一,而且在人群中发病率高。据统计,全世界范围内,大约有2.5亿个GERD患者。GERD不仅严重影响患者的生活质量,还造成了沉重的经济和社会负担,其治疗方法也成为了全世界关注和研究的热点。基于课题组前期实行的“先外周后中枢”和“先体外后体内”研究路线,目前肌电桥(EMGB)系统(“体外”)已进入临床认证阶段,所以在前期的工作基础上,本文主要围绕应用于SCI后膀胱功能重建和治疗GERD相关的植入式(“体内”)神经肌肉电刺激电子系统设计以及实验开展研究。主要研究内容如下:1)电极配置选择和刺激波形参数优化实验研究。通过实验探索合适的电极配置和刺激参数,旨在不改变系统的软硬件设计的前提下,进一步地提高刺激器的性能。为此,本文讨论不同电极配置、不同脉宽比和不同IPG(Interphase Gap)对神经电刺激的影响,为植入NMES系统电路系统设计提供实验指导。2)用于膀胱功能控制的神经刺激器电路设计。采用集成电路设计的方法设计刺激器,能够产生满足治疗SCI后膀胱功能障碍的刺激脉冲。刺激器电路设计主要包括DAC、电流驱动电路和开关网络电路。3)用于膀胱功能重建的神经信号探测前端电路设计。采用集成电路设计的方法设计神经信号探测前端电路,用于骶神经神经信号探测,识别膀胱状态信息。探测前端电路设计主要包括OTA设计和反馈伪电阻设计。另外,从理论上分析神经探测前端的噪声。4)体内无源型食管下括约肌电刺激系统设计和实验研究。基于信号无线跨皮传输技术,设计用于治疗GERD的体内无源型食管下括约肌电刺激系统。然后,利用生物相容性材料对系统的体内部分进行封装,并对封装后系统的信号特性和位置失匹配进行测试。最后,利用所设计的系统进行LES电刺激实验和体内植入实验,验证系统的安全性和有效性。本文所涉及的创新点如下:1)研究不同电极配置、不同脉宽比和不同IPG对神经电刺激的影响,得出以下结论:纵向三极电极配置所需的刺激阈值电流最低,这一点对植入式刺激器的低功耗设计非常有利;横向电极配置的选择性比纵向配置的好,因为横向电极配置拥有较大的动态范围可供调节。从肌肉力量精细控制角度考虑,横向电极配置更适合。脉宽比为1:6的非对称双相电荷平衡脉冲很好地结合单相脉冲阈值低和双相脉冲电荷平衡二者的优点。为了使随后的阳极相不影响阴极相所引起的动作电位的传播,需要在两个刺激相间加个IPG,实验得到阴极脉宽为50μs时最佳的IPG为300μs,因为此时具有较低的阈值,同时还获得较大的最大EMG响应幅度和最大的动态范围。这些结论为植入NMES系统电路系统设计提供了实验指导。2)刺激器一方面采用电流型DAC和电流驱动直接实现电流模式刺激,不需要电压-电流转换电路,显著地降低了刺激器的功耗;另一方面采用同一个电流源和一个开关网络来实现双相刺激电流脉冲,消除了用两个独立电流源分别生成阴极和阳极电流,节省了芯片面积且减少了控制信号互连线。另外,采用对称可调的共源共栅电流镜作为电流驱动电路。该方法结合了压控电阻技术和电流镜的线性两者的优点,能够获得高的电压容限和高的输出阻抗,确保有效地发送电荷到生物组织上。3)神经探测前端电路采用了两级全差分电容賴合的运放结构。全差分结构具有高的共模抑制比和高的电源抑制比,能够抑制共模噪声和源自电源纹波和数字电路干扰。采用两级信号放大是为了获得足够大的增益,且保证良好的线性度。采用电容耦合放大器结构是了隔断电极-组织接口电化学反应引起的直流偏移。第一级采用套筒式共源共栅结构运放降低系统的噪声,而第二级采用折叠共源共栅结构优化摆幅。与先前研究相比,该神经信号探测前端电路具有低噪声、低功耗等优点。4)设计了一种体内无源型食管括约肌电刺激系统。该系统采用信号无线跨皮传输技术,刺激信号是通过体外发射电路经线圈耦合的方式传输到体内,具有电路结构简单、系统可靠性好、体积小、寿命长和成本低的特点。体内设计成无源的结构,解决了传统植入式器件电池供电所带来的问题。另外,医生可依据患者的情况,通过无线程序控制及

关键词： 慕课   教学模式   项目化教学   电子信息  

摘要： 电子系统设计与制作课程作为电子信息工程技术专业的一门综合性课程,对于学生专业知识的运用及综合素质的培养具有重要意义.在经过实际教学改革探索的后,本文将项目化教学与慕课相结合,开展了基于慕课的电子系统设计与制作教学实践与探索,解决了传统课堂传授的弊端.

关键词： EIP-CDIO   电子系统自动化课程   教学模式  

摘要： 随着我国经济的发展,国家加大了对教育工作的投入力度,很多创新的教学模式得到广泛的应用。电子系统设计自动化课程是高校相关专业学生学校的重点内容,很多院校在实际教学过程中存在着教学模式单一,教学环节不合理等方面的问题,为此应当积极采用EIPCDIO的教学理念,构建创新的课程体系,加强对项目开发过程、实践场所建设、创新思维培养、考核方式、项目合理选择等方面的教育,通过全新的教学模式帮助学生提高综合能力,更好的适应未来社会发展的需求。

ISBN: (纸本)9787121346125

关键词： VHDL语言   电子系统   频率测试  

摘要： 新时代随着计算机技术的不断发展应用,电子系统能够实现无线交流新方式。电子系统的全面实现要适用于各行各业的需要,所以我们要在传统技术上对普通电子系统进行创新改造,把VHDL语言应用到电子系统设计当中,通过用VHDL语言完成对电子系统的设计工作,并结合实验加以论证,确定电子系统自动化设计的技术新方法,并与传统方法进行对比,判断出VHDL语言在电子系统的设计上的特点。

关键词： 有缆遥控机器人   电子系统   模块化   电力载波通信   自动定航  

摘要： 广阔的海洋具有非常丰富的资源，人们对海洋的探索从未停止。水下机器人作为探索海洋的重要工具，很早就被用于军事、科考等领域。有缆遥控机器人（ROV）是目前应用最广为泛的水下机器人，常被用于水下观察、检查、施工作业。近年来，新一轮的全球海洋开发热潮兴起，ROV开始进入渔业、环境检测、潜水娱乐等消费领域。微型ROV具有控制灵活、体积小、便携等特点，很容易融入人们的生活，因此具有极大的市场前景。　　本文首先调研了国内外微型ROV发展现状以及分析未来的发展趋势。设计一款消费级ROV，该ROV采用流线型结构，搭载三推进器，配备1080高清摄像头，前置两颗高亮度照明灯，潜水深度达100米。具有自动定航航行和自动定深航行功能，其安全保障系统保证了ROV在水下安全运行。本文主要内容是微型的电子系统设计与实现，根据微型ROV的功能需求，给出电子系统的设计方案并分析其可行性。然后具体论述硬件电路设计，底层驱动软件设计和电子系统的调试。　　硬件电路主控单元采用上层AM3359和底层ATmega2560控制方案，在具体实现上采用三层叠层方式，这种方式节省舱体空间，硬件模块化便于调试。上层为ARM控制板，主要负责视频采集传输及服务器搭建;中层为底层控制板，主要负责数据参数采集、推进器控制、运行运动控制算法和执行上层ARM发送的命令;底层为电源管理板，主要为电子系统供电以及控制电源通断。外围电路模块有基于I2C通信的传感器模块和照明灯模块。主控机和岸基通信方式为电力载波通信。采用模块化思想进行底层驱动软件设计，把不同功能模块化，使程序设计、调试、扩展简单化。本文中先介绍软件整体框架结构和流程，然后就定航、定深功能进行程序设计。然后对电子系统各模块单独调试和整体联调，最后通过一系列可靠性试验和基本功能试验验证电子系统的可行性和稳定性。

ISBN: (纸本)9787301294055

关键词： 第二课堂   MOOC   实践教学   电子系统设计  

摘要： 为提高应用型大学实践教学效果,帮助实践基础和动手能力不同的学生都能在第二课堂学习过程中实现学习成效最大化,需要不断探索适合学生的教学模式,进行第二课堂教学改革。此处以电子信息类专业为例阐述了将MOOC教学模式引入第二课堂实践教学的设计思路,并介绍了教学内容MOOC化后的具体构成。该教学改革思路也可以推广至其他专业第二课堂教学活动中使用。

关键词： 水声应答器   信标   声纳   实时数据共享  

摘要： 水声应答器是现代海军舰船声纳系统的重要辅助设备,它通过产生声纳回波信号来模拟静止或高速移动目标,供声纳设备功能性能测试及实验。本系统借助先进的通信技术及处理平台,将应答器和声纳设备连接组网。通过实时共享声纳信号、应答信号、定位数据、航行数据等信息,实现了声纳测试系统的一体化、智能化、多样化应用。相对于功能单一、信息封闭的水声应答器,本系统改进了传统声纳试验方法,提高了设备检验、检测效率。