ابزاردقیق پزشکی
فرناز فهیمی هنزایی؛ محمدمهدی احمدی
دوره 12، شماره 2 ، شهریور 1397، ، صفحه 147-159
چکیده
در این مقاله، طراحی و شبیهسازی یک کنترل کنندهی دیجیتال برای استفاده در یک سیستم تحریک الکتریکی قابل کاشت در مغز ارائه شده است. کنترل کنندهی دیجیتال ارائه شده در این مقاله، دارای قابلیت تولید پالسهای تحریک مربعی با امکان برنامهریزی مقادیر عرض پالس، دامنهی پالس، تک فازی یا دو فازی بودن و تقدم فاز کاتدی بر آندی یا برعکس ...
بیشتر
در این مقاله، طراحی و شبیهسازی یک کنترل کنندهی دیجیتال برای استفاده در یک سیستم تحریک الکتریکی قابل کاشت در مغز ارائه شده است. کنترل کنندهی دیجیتال ارائه شده در این مقاله، دارای قابلیت تولید پالسهای تحریک مربعی با امکان برنامهریزی مقادیر عرض پالس، دامنهی پالس، تک فازی یا دو فازی بودن و تقدم فاز کاتدی بر آندی یا برعکس (در صورت دو فازی بودن آن) میباشد. همچنین، در این سیستم امکان کنترل 16 سایت تحریک و تحریک 4 تا از آنها به طور همزمان فراهم شده است. عرض پالسهای تحریک، بین 4 میکروثانیه تا 4 میلیثانیه و فاصلهی میان دو فاز، بین 4 تا 512 میکروثانیه قابل برنامهریزی است. همچنین، دامنهی پالسها میتواند مقادیری بین 4 میکروآمپر تا 1 میلیآمپر را اختیار کند. کنترل هر 4 سایت از 16 سایت موجود، توسط یک واحد تحریک کنندهی محلی (LDC) صورت میگیرد که دادههای خود را از واحد کنترل کنندهی سراسری (GDC) دریافت مینماید. صحت عملکرد کدهای VHDL مدار طراحی شده، ابتدا روی یک برد FPGA بررسی و سپس تراشهی ASIC آن با تکنولوژی CMOS 18/0 میکرومتر جانمایی گشته است. ابعاد هر یک از بخشهای تحریک کنندهی محلی در تراشهی طراحی شده برابر با 160/19 میکرومترمربع و ابعاد بخش تحریک کنندهی سراسری برابر با 246/4 میکرومترمربع میباشد. همچنین توان مصرفی بخشهای کنترل کنندههای محلی و سراسری به ترتیب برابر 12 و 2/8 میکرووات میباشد. به منظور سهولت در ارسال پارامترهای سیگنالهای تحریک توسط کاربر، یک واسط گرافیکی در محیط نرمافزار MATLAB طراحی شده است، که با ارسال متناوب دستور تولید پالس توسط آن، میتوان فرکانس پالسها و یا تعداد و فاصلهی آنها را در یک قطار پالس تحریکی برنامهریزی کرد.