01起搏器概述

• 心脏电生理基础
• 起搏器发展史
• 系统组成与分类

02起搏器系统架构

• 感知电路 · 起搏电路
• 微控制器 · 通信模块
• 电源管理

03电源系统设计

• 电池选型（锂碘电池）
• DC-DC升压转换器
• 低功耗LDO · 电量监测

04感知电路设计

• 心内信号特征
• 前置放大器（仪表放大器）
• 带通滤波器10-50Hz · AGC

05起搏脉冲输出电路

• 电荷泵原理
• 输出电容充放电控制
• 幅度·脉宽·斜率调节

06微控制器选型与编程

• 超低功耗MCU (MSP430/STM32L)
• 中断系统 · 定时器
• PWM生成

07通信模块设计

• 近场通信NFC原理
• 电感耦合天线设计
• ASK/FSK · 通信协议栈

08传感器接口电路

• 加速度计（活动度检测）
• 阻抗测量（呼吸率）
• 温度传感器接口

09电磁兼容性(EMC)基础

• EMC三要素
• 传导/辐射发射 · 抗扰度
• 医疗标准 IEC 60601-1-2

10PCB布局与布线策略

• 层叠结构设计
• 关键信号走线
• 电源/地平面 · 去耦电容

11屏蔽与滤波技术

• 金属外壳屏蔽
• 共模扼流圈 · π型滤波器
• 铁氧体磁珠选型

12ESD防护设计

• HBM/CDM放电模型
• TVS管选型与布局
• IEC 61000-4-2测试

13电源线抗干扰设计

• 输入滤波器设计
• 瞬态电压抑制 · 浪涌保护
• 电源完整性分析

14时钟与复位电路抗干扰

• 晶振布局与走线
• 时钟抖动抑制
• 看门狗 · 上电复位

15模拟前端抗干扰

• 差分信号传输
• 共模抑制比提升
• 屏蔽罩 · 接地策略

16软件抗干扰策略

• 看门狗WDT应用
• 冗余采样 · 中值滤波
• 状态机防抖 · 程序跑飞恢复

17数据通信抗干扰

• CRC校验
• 曼彻斯特编码
• 重传机制 · 数据包结构

18故障检测与安全机制

• 起搏输出检测
• 感知灵敏度自校准
• 电池欠压 · 晶体停振检测

19可靠性设计

• 降额设计 · 冗余设计
• 双通道起搏
• 容差分析 · 加速寿命试验

20低功耗设计策略

• 睡眠模式管理
• 动态电压频率调整
• 事件驱动唤醒 · 漏电流控制

21热管理设计

• 芯片热阻计算
• 散热路径设计
• 功耗分布 · 温度保护

22测试与验证

• 单元测试（感知/起搏）
• 系统集成测试
• EMC预合规 · 可靠性测试

23医疗设备安全标准

• IEC 60601-1 基本安全
• IEC 60601-2-31 起搏器
• ISO 14708 植入标准

24生产工艺与质量控制

• SMT贴片 · 金线键合
• 气密性封装
• 老化筛选

25无线共存与干扰

• MICS/ISM频段选择
• 动态频率选择 · 功率控制
• 干扰检测与规避

26MRI兼容性设计

• MRI环境风险
• 磁敏感材料选择
• 滤波电路 · 安全模式切换

27系统级抗干扰仿真

• SPICE仿真 (电源纹波/信号完整性)
• FDTD仿真 (电磁场)
• 系统级EMC仿真

28案例分析与故障排除

• 典型干扰案例 (手机/电刀)
• 故障树分析
• 调试技巧

29前沿技术趋势

• 无引线起搏器
• 能量收集 (压电/热电)
• AI辅助感知与起搏

30课程总结与项目实践

• 综合设计项目 (单腔起搏器原型)
• 设计评审要点
• 课程回顾与展望