颈颅磁刺激技术（Transcranial Magnetic Stimulation,TMS）是利用磁刺激来调控神经元细胞膜电位的新型物理治疗技术,通常可用于人体失眠治疗,因其对人体无任何副作用、临床效果明显、生物兼容性好等优点备受人们关注。然而,目前基于颈...
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颈颅磁刺激技术（Transcranial Magnetic Stimulation,TMS）是利用磁刺激来调控神经元细胞膜电位的新型物理治疗技术,通常可用于人体失眠治疗,因其对人体无任何副作用、临床效果明显、生物兼容性好等优点备受人们关注。然而,目前基于颈颅磁刺激技术原理制作的颈颅磁刺激仪、磁疗仪等设备具有体积庞大、有源驱动、安全系数低、携带不便等实际问题。因此,本文设计并制作了一种基于人体穴位振动的自发电失眠贴,其主要由压电换能装置和线圈装置两部分组成。人体穴位振动提供机械能,作用于无源驱动的压电换能装置转换为电能,再经有磁载体的线圈装置转换为感应磁场,产生磁刺激,作用人体以调节生物电位,促进人体睡眠。首先,基于人体穴位振动的自发电失眠贴直接贴附人体皮肤,要求压电换能装置的柔性基底具有良好亲肤性和绝缘性,并能在其表面沉积光滑的金属银薄膜作为电极。因此,本文提出了一种新颖的干共混法以控制柔性基底上金属电极裂纹形貌,即先将Si O2纳米粒子填充到刻蚀凹槽结构的硅模具中,然后浇注聚二甲基硅氧烷（PDMS）,其间,PDMS将通过Si O2纳米粒子间隙渗透至凹槽中,待固化后翻模带出凹槽中的Si O2纳米粒子得到粒子含量高达83.8wt%且良好透明度的Si O2/PDMS柔性模板。该柔性模板的弹性模量为16.58 MPa,热膨胀系数为96ppm/°C,较Si O2直接掺入PDMS中湿共混制备的纯PDMS模板,分别提高了91.56%,降低了69.23%。在综合性能良好的柔性基底上制作的银薄膜表面光滑,无裂纹形成。接着,以干共混柔性模板为柔性基底,在有光滑银薄膜表面贴合铝引线作为压电换能装置的电极,沉积PZT压电薄膜作为其无源驱动;以高掺杂二氧化硅片为基底,在其表面采用紫外光刻技术制作了银微线圈,并采用紫外套刻技术在银微线圈中心制作了铁镍微磁芯,以增强银微线圈中的磁感应强度,将其利用聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）封装制作了线圈装置。将压电换能装置和线圈装置对准键合制作了自发电失眠贴。同时,在制作过程中,分别研究了溅射功率对沉积PZT压电薄膜质量影响,显影时间对光刻银微线圈和铁镍微磁芯质量影响,得出制作自发电失眠贴最佳工艺参数。最后,对所制作的基于人体穴位振动的自发电失眠贴的器件性能进行检测,采用自搭建压电信号测试平台测试了压电换能装置的压电信号,当所施加的力接近人体穴位振动产生的力（1 N）,压电电压和电流分别为8.3×10-6 m V和3.1×10-6m A。将输出的电压和电流代入线圈装置中,理论计算了线圈装置能够产生的磁感应强度为1.424 m T,可满足人体睡眠时的磁感应强度。表明本文设计及制作的基于人体穴位振动的自发电失眠贴可达到失眠治疗效果,为制作无源颈颅磁刺激仪提供了新方案。
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