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內(nèi)容簡介

　　本書討論了用于治療如帕金森、抑郁癥和耳鳴等各種腦部疾病的神經(jīng)刺激器系統(tǒng)的設(shè)計。現(xiàn)有的許多書籍將神經(jīng)刺激集中在一個特定的設(shè)計方面，如刺激器的電氣設(shè)計，而本書采用多學(xué)科的方法：結(jié)合神經(jīng)科學(xué)、電生理學(xué)和電氣工程領(lǐng)域深入了解建立的完整神經(jīng)刺激鏈（從刺激IC到神經(jīng)細胞）。這種多學(xué)科的方法在上下文提供創(chuàng)新設(shè)計實例的同時，使讀者在刺激器設(shè)計方面獲得新的見解。 l 提供*的、對神經(jīng)刺激領(lǐng)域的多學(xué)科借鑒，橋接了生物電、神經(jīng)科學(xué)、神經(jīng)工程和微電子領(lǐng)域中的重要知識鴻溝；l 使用自上而下的方法來理解神經(jīng)激活過程：從電極建模到細胞活化；l 討論神經(jīng)損傷的機制，并考慮電化學(xué)平衡的幾種策略；l 描述了新穎的、與現(xiàn)有刺激器設(shè)計相比根本不同的高頻刺激方法的原理。

作者簡介

　　董興成（Marijn van Dongen）1984年出生于荷蘭派納克，他于2010年和2015年分別獲得了荷蘭代爾夫特理工大學(xué)電氣工程碩士和博士學(xué)位。他的研究興趣包括神經(jīng)刺激輸出電路的設(shè)計以及電刺激過程中電生理和電化學(xué)過程的建模。目前他就職于位于荷蘭奈梅亨的恩智浦半導(dǎo)體公司，曾擔(dān)任IEEE BioCAS2013會議財務(wù)主席。沃特·塞爾?。╓outer Serdijn）1966年出生于荷蘭祖特梅爾（甜湖城），他于1989年和1994年分別獲得荷蘭代爾夫特理工大學(xué)碩士（優(yōu)等生）和博士學(xué)位，現(xiàn)為代爾夫特理工大學(xué)生物電子學(xué)全職教授，負責(zé)生物電子學(xué)方向。他的研究興趣包括低電壓、超低功耗和超寬帶集成電路與生物信號調(diào)理和檢測，神經(jīng)假體，經(jīng)皮無線通信、電源管理、能源采集系統(tǒng)及其應(yīng)用，如助聽器、心臟起搏器、植入式人工耳蝸、神經(jīng)刺激器，便攜式、可穿戴式、植入式和可注射式的醫(yī)用裝置和電子學(xué)療法。他共同編著了9部著作、8部著作章節(jié)和300多個科學(xué)出版物和演講，并教授電路理論、模擬信號處理、微功耗模擬集成電路設(shè)計以及生物電子學(xué)。他曾獲得2001年、2004年和2015年電氣工程教師獎，擔(dān)任IEEE會士、IEEE 杰出講師以及IEEE導(dǎo)師。

圖書目錄

譯者序
前言
關(guān)于作者

第1章緒論（1）
1.1神經(jīng)刺激（1）
1.2案例研究：SCS裝置（3）
1.3本書目標（5）
1.3.1神經(jīng)募集策略（5）
1.3.2安全方面（6）
1.4本書概要（6）
1.5符號（8）
參考文獻（9）

部分走向安全高效的神經(jīng)刺激

第2章神經(jīng)細胞激活的建模（13）
2.1神經(jīng)細胞的生理學(xué)原理（13）
2.1.1神經(jīng)元（13）
2.1.2細胞膜的模型（15）
2.1.3離子通道門控（16）
2.2神經(jīng)組織的刺激（19）
2.2.1電極水平：電極組織模型（19）
2.2.2組織水平：電場分布（23）
2.2.3神經(jīng)元水平：軸突激活（26）
2.3結(jié)論（28）
參考文獻（29）

第3章刺激周期中的電極組織界面（30）
3.1損傷機制（30）
3.1.1機械損傷（30）
3.1.2電損傷（31）
3.2使用耦合電容器的后果（32）
3.2.1方法（33）
3.2.2測量結(jié)果（40）
3.2.3討論（43）
3.2.4結(jié)論（45）
3.3刺激中電荷轉(zhuǎn)移過程的可逆性（46）
3.3.1理論（46）
3.3.2方法（48）
3.3.3測量結(jié)果（51）
3.3.4討論（53）
3.4結(jié)論（55）
參考文獻（56）

第4章高頻開關(guān)模式神經(jīng)刺激的效率（58）
4.1概述（58）
4.2理論（60）
4.2.1組織材料特性（60）
4.2.2組織膜特性（62）
4.3方法（70）
4.3.1記錄協(xié)議（70）
4.3.2刺激器設(shè)計（72）
4.4結(jié)果（73）
4.5討論（74）
4.6結(jié)論（76）
參考文獻（77）

第二部分神經(jīng)刺激器的電氣設(shè)計

第5章神經(jīng)刺激器系統(tǒng)設(shè)計（81）
5.1神經(jīng)刺激器的系統(tǒng)屬性（81）
5.1.1系統(tǒng)的位置（81）
5.1.2電極配置（82）
5.1.3刺激波形（83）
5.1.4電荷消除方案（86）
5.2系統(tǒng)實現(xiàn)方面（89）
5.2.1神經(jīng)刺激器的功率效率（89）
5.2.2雙向刺激（91）
5.3總結(jié)（92）
參考文獻（93）

第6章任意波形電荷平衡刺激器的設(shè)計（95）
6.1系統(tǒng)設(shè)計（95）
6.2 IC電路設(shè)計（98）
6.2.1驅(qū)動器（99）
6.2.2積分器設(shè)計（101）
6.2.3放大器（104）
6.2.4全系統(tǒng)仿真（105）
6.3分立元件實現(xiàn)（107）
6.3.1電路設(shè)計（108）
6.3.2測量結(jié)果（110）
6.4應(yīng)用：多模式刺激減少耳鳴（111）
6.4.1材料（112）
參考文獻（114）

第7章開關(guān)模式的高頻刺激器設(shè)計（116）
7.1高頻動態(tài)刺激（118）
7.1.1基于電流源刺激器的功率效率（118）
7.1.2高頻動態(tài)刺激（121）
7.2系統(tǒng)設(shè)計（123）
7.2.1高頻動態(tài)刺激器的要求（123）
7.2.2通用系統(tǒng)架構(gòu)（123）
7.2.3數(shù)字控制設(shè)計（125）
7.3電路設(shè)計（128）
7.3.1動態(tài)刺激器（128）
7.3.2時鐘和占空比發(fā)生器（133）
7.4實驗結(jié)果（135）
7.4.1電源效率（136）
7.4.2雙相刺激脈沖（138）
7.4.3多通道運行（138）
7.4.4PBS溶液測量（140）
7.4.5討論（140）
7.5結(jié)論（142）
參考文獻（143）

第8章結(jié)論（145）

索引（148）
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