視覺(jué)假體中神經(jīng)刺激器的處理與控制電路的研究.pdf

1、人工視覺(jué)系統(tǒng)的最終目標(biāo)是對(duì)那些由于疾病或外傷導(dǎo)致失明的人通過(guò)人工產(chǎn)生視覺(jué)感覺(jué)，能夠完成一些現(xiàn)在通過(guò)輔助技術(shù)還有重大局限性的活動(dòng)，這些活動(dòng)包括讀課文、識(shí)別人臉以及應(yīng)對(duì)不熟悉的環(huán)境。在完整的視覺(jué)系統(tǒng)中，完成這些活動(dòng)的能力來(lái)自大量結(jié)構(gòu)復(fù)雜的并行帶反饋處理信息的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)這個(gè)系統(tǒng)因疾病或外傷而被破壞了，最終就會(huì)導(dǎo)致失明，視覺(jué)系統(tǒng)的神經(jīng)元的再生或修復(fù)能力將會(huì)惡化。視覺(jué)假體就是通過(guò)繞開(kāi)受損的視覺(jué)通路的神經(jīng)元，連接視覺(jué)通路中未受損的部分并人工產(chǎn)生感

2、知的過(guò)程。 盡管存在方法上的差異，但所有視覺(jué)假體都有一系列相同的組成，不同之處只是其與神經(jīng)系統(tǒng)的接口不同。這些相同的組成部分是：一個(gè)攝像機(jī)將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；一套信號(hào)處理系統(tǒng)將采集的圖像信息按神經(jīng)刺激需要的參數(shù)轉(zhuǎn)換成可傳輸?shù)木幋a信息；一套傳輸系統(tǒng)，為可植入體內(nèi)的系統(tǒng)提供能量并傳輸外部采集的信號(hào)；可植入體內(nèi)的神經(jīng)刺激器系統(tǒng)，其將傳入的視覺(jué)信息編碼變換成電刺激信號(hào)刺激視覺(jué)神經(jīng)以產(chǎn)生光幻視；以及電極陣列。 本文正是在有關(guān)神經(jīng)

3、刺激器的研究基礎(chǔ)上，基于現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法，以Xilinx公司的Spartan-3E系列現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列（FPGA）開(kāi)發(fā)板為硬件基礎(chǔ)，根據(jù)神經(jīng)刺激器內(nèi)電極驅(qū)動(dòng)電路的子板母板的設(shè)計(jì)模式，進(jìn)行了對(duì)前端傳入信號(hào)處理與對(duì)后端電路控制與信息傳遞的處理與控制電路的研究與設(shè)計(jì)。 根據(jù)視覺(jué)神經(jīng)刺激參數(shù)及后端刺激電極驅(qū)動(dòng)電路的要求，通過(guò)對(duì)六個(gè)主要模塊的基本功能的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，完成了與PC機(jī)的通信、傳入信息處理以及對(duì)后端數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器AD860