期刊简介

本刊是全国生物医学工程工作人才沟通学术思想、交流学术经验的园地。报道有创造性的最新科研论文和研究简讯。包括学科有:人工器官和生物医用材料,生物效应,生物信息与控制;生物力学;生物医学仪器;中医工程;临床工程等。读者对象是国内外生物医学工程学工作者、医务工作者以及其他从事自然科学研究和有关工程技术人员。

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  • 杂志名称:中国生物医学工程学报杂志
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国生物医学工程学会
  • 国际刊号:0258-8021
  • 国内刊号:11-2057/R
  • 出版周期:双月刊
期刊荣誉:中国期刊全文数据库(CJFD)期刊收录:医学文摘, 万方收录(中), 统计源核心期刊(中国科技论文核心期刊), CSCD 中国科学引文数据库来源期刊(含扩展版), 文摘与引文数据库, 国家图书馆馆藏, 维普收录(中), 上海图书馆馆藏, SA 科学文摘(英), JST 日本科学技术振兴机构数据库(日), CA 化学文摘(美), 北大核心期刊(中国人文社会科学核心期刊), 知网收录(中)
中国生物医学工程学报杂志2013年第02期

采用表面阵列电极的神经肌肉电刺激系统设计与优化

徐琦;胡能宇;周厚纶;王熠钊

关键词:表面阵列电极, 激励函数, 优化设计, 粒子群算法
摘要:表面阵列电极在改进刺激选择性和控制能力方面具有优越性能,其中电极设计和刺激波形对于神经肌肉电刺激效果具有重要影响.针对手功能康复需求,采用大小电极触点交叉排列的表面阵列电极,对人体前臂组织实施直流阴极刺激;基于人体前臂的简化层次模型,通过有限元法仿真人体前臂组织的电场分布,使用神经纤维激励函数表征外加电场对神经轴突电活动的影响.在此基础上,选择前臂深层神经纤维激励函数的峰值和半宽度乘积之比作为靶向性能评价函数,利用粒子群算法对表面阵列电极的触点尺寸和间距进行优化设计.结果发现,当大、小触点尺寸分别为9.80和10.72 mm时,阵列电极的靶向性能优,靶向性能评价函数大值为11 252.68 V/m4.对比不同刺激波形作用下随时间变化的人体前臂深层神经纤维激励函数大值,发现矩形波刺激下神经纤维激励函数大值可达3.448 V/m2,稍高于其他刺激波形,有利于神经纤维的激活,从而为表面阵列电极设计和制定刺激处方提供理论指导.