人工耳蝸微電極陣列檢測系統(tǒng)研究.pdf

1、人工耳蝸是感音神經性聽力損失患者的最有效治療裝置，通過植入體尾端微電極陣列輸出聲音信號刺激人體。目前人工耳蝸產品的微電極陣列質量檢測依靠人工手持探針檢測，存在精確定位困難，易損壞電極表面、檢測一致性差等缺點。為了改善上述缺點，本文對自動化微電極陣列檢測系統(tǒng)的相關技術展開研究，并設計搭建檢測系統(tǒng)樣機。
　　本文通過檢測需求和實際流程分析布置系統(tǒng)功能模塊，確定系統(tǒng)檢測方案并設計系統(tǒng)機械結構部分。針對定位及檢測方式，設計PC上位機+運動

2、控制卡兩級計算機控制系統(tǒng)，并編寫控制系統(tǒng)軟件程序。檢測系統(tǒng)樣機實現對微電極陣列中各電極環(huán)識別，自動控制探針實現定位及柔性接觸，導通檢測設備與電極環(huán)。根據顯微視覺檢測要求，定制針對圖像自動識別的圖像處理方案及處理流程。使用兩種圖像清晰度評價函數控制自動調焦機構，準確獲取目標清晰圖像；運用改進的Canny邊緣檢測算法及流程，準確識別和獲取圖像邊緣輪廓；采用灰度投影原理提取感興趣區(qū)域，精確提取探針和微電極環(huán)特征點坐標；利用多特征代價函數與代價

3、函數-預測窗口-目標匹配流程，穩(wěn)定實現特征對象識別和運動跟蹤。針對運動控制和接觸力控制階段需求差異，提出基于圖像偏差反饋運動控制以及基于位置阻抗控制的混合控制策略。對檢測系統(tǒng)建立圖像坐標與基準坐標系的變換關系，通過圖像偏差量計算和有限狀態(tài)機控制運動，實現準確定位；計算柔性接觸要求的力控制范圍，分析接觸過程并建立了探針與微電極陣列接觸等效模型，達到接觸力阻抗控制目標。設定自動化檢測流程，在樣機系統(tǒng)中對微電極陣列進行檢測實驗，展示微電極陣列