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神经假体能量和数据传输的发展与研究

中国生物医学工程学报 2010年第6期29卷 909-915页

作者：王国鹤吴开杰黄伟昌任秋实北京大学工学院生物医学工程系北京100871 上海交通大学生命科学技术学院生物医学工程系上海200240

随着科学技术的发展,神经假体已经在神经修复医学工程中得到广泛应用,以解决单纯依靠药物和手术方法等难以治疗的难题。由于神经假体的部分植入性和实时处理性,能量和数据传输是神经假体的重要组成部分之一,在很大程度上决定了神经假体... 详细信息

随着科学技术的发展,神经假体已经在神经修复医学工程中得到广泛应用,以解决单纯依靠药物和手术方法等难以治疗的难题。由于神经假体的部分植入性和实时处理性,能量和数据传输是神经假体的重要组成部分之一,在很大程度上决定了神经假体的实用价值。文中介绍了神经假体及其能量供给方式、体内外通信的研究现状和进展,尤其重点论述了电磁感应高效传输能量采用的电磁耦合和E类放大器的设计、为避免双频段传输能量和数据之间电磁干扰所采用的线圈设计和数据调制的选择,以及反映体内状态信息以便监控的反向数据传输。

关键词：神经假体无线传输电磁感应双频率段反向传输

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神经假体与脊髓损伤

中国临床康复 2003年第8期7卷 1300-1300页

作者：张世民侯春林顾玉东廖利民复旦大学附属华山医院手外科上海200040 中国康复研究中心博受医院北京100077

神经假体(neuroprosthesis)是一类植入体内帮助恢复神经功能的高科技电子装置,是硬科学(数学、物理学)、软科学(生理学、生物化学、神经科学)、工程学(生物医学、电子学、力学、材料学、计算机)和临床医学等多学科共同合作的成果。神经... 详细信息

神经假体(neuroprosthesis)是一类植入体内帮助恢复神经功能的高科技电子装置,是硬科学(数学、物理学)、软科学(生理学、生物化学、神经科学)、工程学(生物医学、电子学、力学、材料学、计算机)和临床医学等多学科共同合作的成果。神经假体结构复杂,要求安全、耐用、小巧和高效,包含体内植入部分(电极、导线和皮下接收-刺激器)和体外控制部分(控制盒和发射器)。耗电量大的神经假体(如运动神经假体,多属神经刺激术的范畴,neurostimulation)体内部分不带电源,通过体外发射器经电磁感应为体内装置提供电能和参数指令。耗电量小的神经假体(多属神经调理术的范畴,neuromodulation)体内部分常自带电源。目前临床应用的神经假体种类很多,有些已很成熟,有的仍在研发试用阶段。脊髓损伤(spinalcordinjury,SCI)因损坏了下行的皮质脊髓束,使损伤平面以下仍存活的脊髓神经细胞与大脑失去联系,因而失去了大脑的意识支配,不能进行意愿性的功能活动。虽然脊髓再生与修复技术有望在21世纪的早期应用于临床,但脊髓功能不可能完全恢复。因此,辅助技术在SCI的功能康复中仍将起重要作用。运动神经假体(motorneuroprostheses)是一类帮助恢复运动功能的电子装置,用人工电刺激的方法来代替大脑发出的神经冲动,起到控制肌肉活动?

关键词：神经假体脊髓损伤脊髓再生运动神经假体感觉神经假体神经调理术

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神经假体移植与神经源性膀胱

中国组织工程研究与临床康复 2010年第53期14卷 10026-10030页

作者：闫鹏杨小玉高琦刘健杨茂光吉林大学中日联谊医院骨科吉林省长春市130000

背景:脊髓损伤后由于神经传导通路中断,膀胱失去正常调控,经常出现尿潴留及肾损害,其膀胱功能重建一直是神经泌尿外科学研究的难点之一,神经假体移植被认为是重建其功能的有效手段。目的:探讨近年来应用神经假体移植治疗脊髓损伤后神经... 详细信息

背景:脊髓损伤后由于神经传导通路中断,膀胱失去正常调控,经常出现尿潴留及肾损害,其膀胱功能重建一直是神经泌尿外科学研究的难点之一,神经假体移植被认为是重建其功能的有效手段。目的:探讨近年来应用神经假体移植治疗脊髓损伤后神经源性膀胱的最新进展。方法:应用计算机检索CNKI和springer数据库中1988-01/2009-12关于神经假体移植治疗神经源性膀胱的文章,在标题和摘要中以"神经假体,移植,治疗,神经源性膀胱,电刺激"或"Neuroprostheses,Implantion,Treat,Neurogenic bladder,Electrical stimulation"为检索词进行检索。选择文章内容与神经假体移植治疗神经源性膀胱相关并发表在权威杂志上。根据纳入标准选择44篇文章进行综述。结果与结论:目前脊髓再生研究尚无重大进展的情况下,神经假体移植技术逐渐成为重建脊髓损伤后神经功能的主要手段。当前临床上治疗神经源性膀胱的神经假体有2种:一是Finetech-Brindley膀胱系统,另一种是InterStim-Therapy膀胱系统。近年来4种新技术的开展将对神经假体治疗神经源性膀胱带来革命性变化:①阳极阻滞技术。②条件性电刺激。③注射型神经假体。④刺激阴部神经分支。

关键词：神经假体移植治疗神经源性膀胱电刺激

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智能神经假体:心理与技术问题

生命科学 2009年第2期21卷 226-233页

作者： ECKMILLER Rolf 德国波恩大学计算机系

近年来,微系统技术、神经计算和生物系统等高新技术的发展,为新型植入式智能神经假体装置的发展、生产和应用提供了巨大的可能。其中一项特别引人关注的进展就是智能视觉假体。虽然通过中枢视觉系统到知觉域的机制还未完全了解,但视觉... 详细信息

近年来,微系统技术、神经计算和生物系统等高新技术的发展,为新型植入式智能神经假体装置的发展、生产和应用提供了巨大的可能。其中一项特别引人关注的进展就是智能视觉假体。虽然通过中枢视觉系统到知觉域的机制还未完全了解,但视觉假体是通过电刺激视觉通路的不同部位来产生有用的视觉感受。许多年前,哲学和心理物理学研究都强调视觉感受可能是由不同的原因所引起。为了研制视觉假体,我们使用两张映射图来描述中枢视觉系统的功能是如何实现的。我们提出一种具有自学习功能且包括几个阶段的视网膜编码器(retina encoder,RE)。视网膜模块的RE模拟视网膜的功能并假定其实现了模式P1从物理域到神经域的映射操作M1。与此相对应的,中枢视觉系统模块则实现另一个映射操作M2,即M1在神经域的输出信号被转换到知觉域而产生视觉感受P2。在设定的迭代和基于感受的学习过程中,一名拥有正常视力的被试参与实验来提供由P1而产生P2的感性的相似性估计作为学习算法的输入,该算法反过来调整RE的参数矢量使得P2足够接近P1。更具体的说,全部RE时空滤波器可以借助遗传算法与被试交互式的实现调节。另一种视网膜编码器RE*使用特殊的时空滤波器组、决策树算法以及仿真的微小眼动算法组合构成。这种新编码器可以显著提高调节的结果。近期RE的研究集中在试图增强RE本身基于P1模式预处理的特性、模式分割、时间模式表达的选择性调整以及刺激电极簇的选择性控制。随着神经假体技术研究的不断深入和成熟,将会有越来越多的人受益。

关键词：智能神经假体视知觉

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神经假体在脊髓损伤患者中应用的研究进展

中国脊柱脊髓杂志 2003年第6期13卷 372-375页

作者：张世民顾玉东侯春林复旦大学附属华山医院手外科上海市200040 第二军医大学附属长征医院骨科上海市200003

虽然脊髓再生与修复技术有望应用于临床，但目前脊髓损伤患者的神经功能还不可能完全恢复。因此，辅助技术在脊髓损伤(spinal cord injury, SCI)后的功能康复中仍将起重要作用。SCI因损坏了脊髓传导束（尤其皮质脊髓束），使大脑和扣伤... 详细信息

虽然脊髓再生与修复技术有望应用于临床，但目前脊髓损伤患者的神经功能还不可能完全恢复。因此，辅助技术在脊髓损伤(spinal cord injury, SCI)后的功能康复中仍将起重要作用。SCI因损坏了脊髓传导束（尤其皮质脊髓束），使大脑和扣伤平面以下仍存活的脊髓神经细胞失去联系，因而失去了大脑的意识支配，不能进行意愿性的功能活动。

关键词：神经假体脊髓损伤研究进展神经功能

基于FES的下肢运动神经假体系统设计与研究

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基于FES的下肢运动神经假体系统设计与研究

作者：靳静娜天津大学

学位级别：硕士

据统计,脊髓损伤（Spinal Cord Injury, SCI）瘫痪患者人数逐年递增,已成为“一个亟需关注和照顾的特殊社会群体”。但由于脊髓再生能力微弱,目前尚未有可直接修复损伤的有效措施,只能以功能康复治疗为主。神经假体（Neuroprosthesis）... 详细信息

据统计,脊髓损伤（Spinal Cord Injury, SCI）瘫痪患者人数逐年递增,已成为“一个亟需关注和照顾的特殊社会群体”。但由于脊髓再生能力微弱,目前尚未有可直接修复损伤的有效措施,只能以功能康复治疗为主。神经假体（Neuroprosthesis）是一类帮助神经损伤后恢复功能的电子装置。它通常以功能性电刺激（Functional Electrical Stimulation,FES）技术代替大脑发出神经控制命令,驱动假体和矫形器动作,从而达到恢复肢体肌肉活动功能的目的。在脊髓损伤瘫痪患者康复方面,功能电刺激（FES）目前被认为是最有效的一种方式。为促进国内FES研究发展和满足脊髓损伤瘫痪患者的需求,本文设计了基于FES的下肢运动神经假体系统。其硬件包括控制、D/A转换、恒流源、波形翻转、刺激电极、功能键、显示及供电电源等8个模块。软件采用C语言协调各模块之间的工作。该系统含有4个独立通道,采用手动控制方案,可以根据瘫痪患者的病情来调节刺激电流的大小。本文运用人体运动学指标对该系统的刺激效果进行了评价。测量了刺激受试者大腿时的膝关节角度及角速度的变化,表明通过刺激可以达到使受试者站立的目的;检测了在不同电流值刺激小腿时的基本运动学参数（步长指数、迈步时间）和最佳迈步阈值时的膝关节角度并与正常迈步时的膝关节角度,并进行了对比。结果说明系统能够达到良好的刺激效果。总之,本研究为将来更好地实现下肢运动神经假体重建奠定了良好的理论和实验基础。

关键词：神经假体功能电刺激运动学参数最佳迈步阈值

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同方学位论文库

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周围性面瘫的神经假体治疗

医学综述 2011年第12期17卷 1809-1811页

作者：王宇娟李克勇上海交通大学附属第一人民医院耳鼻咽喉-头颈外科上海200080

周围性面瘫是临床常见疾病,其并发症和后遗症治疗不及时时常发生,现有的手术和非手术治疗均不是根治性治疗方法。合适的电流刺激对于面神经损伤的修复和再生有一定的价值。随着生物材料相容性的发展,神经假体广泛应用和可植入式器件替... 详细信息

周围性面瘫是临床常见疾病,其并发症和后遗症治疗不及时时常发生,现有的手术和非手术治疗均不是根治性治疗方法。合适的电流刺激对于面神经损伤的修复和再生有一定的价值。随着生物材料相容性的发展,神经假体广泛应用和可植入式器件替代治疗成为新的治疗手段。因此,应用微机电系统技术制备的可植入神经假体治疗周围性神经损伤疾病在动物研究和临床工作得到进一步的深入。

关键词：周围性面瘫神经假体微机电系统

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用于肢体运动系统的神经假体研究进展

中国医疗器械杂志 2006年第4期30卷 235-240页

作者：万柏坤李佳明东天津大学精密仪器与光电子工程学院生物医学工程与科学仪器系天津300072

介绍一种基于功能性电刺激(FES)技术、用以恢复上下肢体运动功能的神经假体的发展概况和用于脊髓损伤、中风等康复临床中存在的问题,并展望其前景。

关键词：功能性电刺激神经假体脊髓损伤中风

脊髓损伤后骶神经根电刺激排尿神经假体的研究进展

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伤残医学杂志 2003年第1期11卷 1-5页

作者：张世民侯春林刁颖敏复旦大学附属华山医院手外科上海200040 第二军医大学附属长征医院骨科同济大学生命科学与医学工程学院

目的:介绍国外在脊髓损伤(SCI)患者开展骶神经根电刺激排尿的经验,并总结作者的研究结果。方法:参考Finetech-Brindley排尿神经假体工作手册,综述国外文献,详细介绍骶神经根电刺激排尿的原理、神经假体组成、临床适应证、手术方法、治... 详细信息

目的:介绍国外在脊髓损伤(SCI)患者开展骶神经根电刺激排尿的经验,并总结作者的研究结果。方法:参考Finetech-Brindley排尿神经假体工作手册,综述国外文献,详细介绍骶神经根电刺激排尿的原理、神经假体组成、临床适应证、手术方法、治疗效果、并发症、体内装置故障的判断与处理,及作者的研究工作。结果:圆锥上SCI导致的痉挛性膀胱,贮尿与排尿功能双重障碍,对患者的生活质量和生存寿命影响最大。目前骶神经根电剌激排尿在欧美国家已开展了2000多例,能恢复患者可控制性的排尿、排便和性功能,效果优良。结论:骶神经根电刺激排尿神经假体植入配合后根切断去传入,是恢复圆锥上SCI患者盆底器官排泄功能的理想方法。

关键词：脊髓损伤骶神经根电刺激排尿神经假体研究进展