本文提出一种磁共振供电的植入式神经刺激器,主要由磁共振能量传输系统和植入式神经刺激器两部分构成。其中,磁共振能量传输系统为植入式神经刺激器进行无线供能,从而避免频繁更换电池给患者带来的痛苦;植入式神经刺激器采用闭环反馈控制,实时调节刺激参数,从而提高神经刺激效率。本文主要从以下几个方面具体展开植入式神经刺激器的研制工作:1.分析目前国内外植入式神经刺激器的研究现状,总结其当下亟待解决的技术问题,并据此提出磁共振供电的植入式神经刺激器的设计构思。2.根据理论分析给出相应的系统解决方案和技术指标。重点分析了磁共振能量传输系统的原理与特性,并据此给出了线圈结构、功率放大、共振频率以及传输效率等方面的系统设计方案;同时根据植入式神经刺激器的临床设计要求,给出了双相刺激、低功耗、微型化和通信安全等方面的系统设计方案。3.依据系统设计方案与电路原理分析,设计出磁共振能量传输系统中各硬件模块电路,并对各模块电路进行了仿真验证与优化,主要包括高频振荡电路、射极跟随电路、功率放大电路、谐振能量发射与接收电路和整流滤波网络等。在上述系统电路设计的基础上,提出一种频率、功率和能量转换效率可调的磁共振能量发射模块。4.着重介绍植入式神经刺激器关键模块电路的设计,重点分析了刺激脉冲产生电路、神经信号处理电路和能量储存与管理电路的实现,并提出一种基于镜像电流源的刺激脉冲产生电路。最后,阐述了闭环模式下,植入式神经刺激器的嵌入软件设计思路。5.根据系统总体以及各模块的设计完成系统样机的研制,并对系统样机进行了经生物体组织的无线供能测试与动物实验。系统测试结果表明,磁共振能量传输系统的工作频率在1.62MHz~2.00MHz范围内连续可调,其波段覆盖系数为1.23。在供电电压为+12V、工作频率为2MHz、传输距离为20mm、生物体组织厚度为10mm以及负载电阻为1.5 K?时,系统的传输效率可达8%。植入式神经刺激器的刺激脉冲幅度在10μA~30mA之间大范围可调,脉冲频率在1~300Hz之间可调,脉冲宽度在100μs~2500μs可调。局部场电位处理电路在0~200Hz范围内增益可达到40dB,棘波信号处理电路在300Hz~5KHz范围内增益可达80dB。最后,进行了大鼠癫痫外科实验,实验表明所研制的植入式神经刺激器样机对神经性疾病治愈效果显著。