Generátor pro stimulaci excitabilních buněk
Loading...
Date
Authors
Maťašová, Daniela
ORCID
Advisor
Referee
Mark
D
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract
Tato diplomová práce se zabývá návrhem a realizací funkčního pulzního generátoru určeného pro stimulaci excitabilních buněk, zejména myokardu. Teoretická část práce poskytuje stručný přehled elektrofyziologie excitabilních buněk a popisuje elektrody používané k stimulaci, včetně charakteristiky použitého stimulačního pulzu. Praktická část se zaměřuje na detailní návrh a implementaci generátoru z hlediska hardwaru i softwaru. Hlavní součástí zařízení je mikrokontrolér STM32 Nucleo F303RE. Software je napsán v jazyce C a obsahuje různé funkce pro nastavování parametrů pulzů, jako je amplituda, délka trvání a perioda opakování. Implementace zahrnuje použití digitálně-analogového převodníku pro přesné generování napěťových pulzů, LCD pro zobrazení aktuálních hodnot a rotačního enkodéru s tlačítkem pro uživatelské ovládání. Tato část zahrnuje popis výsledného zařízení a ovládacího programu, vývojová schémata, návrh zapojení na nepájivém poli a ověření funkčnosti finálního návrhu zařízení. Výsledkem práce je plně funkční prototyp pulzního generátoru, který je schopen generovat požadované stimulační pulzy.
This diploma thesis focuses on the design and implementation of a functional pulse generator intended for the stimulation of excitable cells, particularly myocardial cells. The theoretical part of the thesis provides a brief overview of the electrophysiology of excitable cells and describes the electrodes used for stimulation, including the characteristics of the applied stimulation pulse. The practical part focuses on the detailed design and implementation of the generator in terms of both hardware and software. The main component of the device is the STM32 Nucleo F303RE microcontroller. The software is written in C and includes various functions for setting pulse parameters such as amplitude, duration, and repetition period. The implementation includes the use of a digital-to-analog converter for precise voltage pulse generation, an LCD for displaying current values, and a rotary encoder with a button for user control. This part includes a description of the final device and control program, development diagrams, breadboard circuit design, and verification of the final device functionality. The result of the work is a fully functional prototype of the pulse generator capable of generating the desired stimulation pulses.
This diploma thesis focuses on the design and implementation of a functional pulse generator intended for the stimulation of excitable cells, particularly myocardial cells. The theoretical part of the thesis provides a brief overview of the electrophysiology of excitable cells and describes the electrodes used for stimulation, including the characteristics of the applied stimulation pulse. The practical part focuses on the detailed design and implementation of the generator in terms of both hardware and software. The main component of the device is the STM32 Nucleo F303RE microcontroller. The software is written in C and includes various functions for setting pulse parameters such as amplitude, duration, and repetition period. The implementation includes the use of a digital-to-analog converter for precise voltage pulse generation, an LCD for displaying current values, and a rotary encoder with a button for user control. This part includes a description of the final device and control program, development diagrams, breadboard circuit design, and verification of the final device functionality. The result of the work is a fully functional prototype of the pulse generator capable of generating the desired stimulation pulses.
Description
Keywords
DAC, DC/DC měnič, DDS, elektrody, excitabilní buňky, generátor pulzů, „in vitro“, mikrokontrolér, operační zesilovač, osciloskop, regulátor, STM32 Nucleo, stimulace, DAC, DC/DC converter, DDS, electrodes, excitable cells, cardiomyocyte, pulse generator, „in vitro“, microcontroller, operational amplifier, oscilloscope, regulator, STM32 Nucleo, stimulation
Citation
MAŤAŠOVÁ, D. Generátor pro stimulaci excitabilních buněk [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2024.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
bez specializace
Comittee
doc. Ing. Jana Kolářová, Ph.D. (předseda)
Ing. Martin Mézl, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Jiří Sekora, MBA (člen)
Ing. Roman Jakubíček, Ph.D. (člen)
Ing. Andrea Němcová, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2024-08-29
Defence
Studentka prezentovala výsledky své práce a komise byla seznámena s posudky.
Ing. Mézl se zeptal na plánované připojení elektrod a časovou synchronizaci s měřícím systémem. Doc. Kolářová se zeptala na generování požadovaných časových průběhů a možnosti automatického nastavení.
Studentka obhájila diplomovou práci s výhradami a odpověděla na otázky členů komise a oponenta.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení