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人工视觉假体研究综述(Ⅰ)--视网膜假体研究现状 被引量：4
1
作者 石萍 邱意弘 +1 位作者 朱贻盛 童善保 《生物医学工程学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期734-737,共4页
如何部分或完全恢复视觉功能是目前神经工程和组织工程领域研究的热门课题,采用神经接口和神经假体方案来部分恢复视觉功能是目前主要的手段。视网膜刺激方案是国内外研究较多和较为成熟的刺激方案。本文从技术角度出发,全面地综述了视... 如何部分或完全恢复视觉功能是目前神经工程和组织工程领域研究的热门课题,采用神经接口和神经假体方案来部分恢复视觉功能是目前主要的手段。视网膜刺激方案是国内外研究较多和较为成熟的刺激方案。本文从技术角度出发,全面地综述了视网膜假体的机制、优缺点和国内外最新研究状况。 展开更多
关键词 人工视觉假体 视网膜上视觉假体 视网膜下视觉假体 视皮层假体
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用于视觉假体的新型高动态范围图像传感器像素单元电路设计 被引量：5
2
作者 隋晓红 高勇 +2 位作者 赵阶喜 杨媛 任秋实 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1800-1804,共5页
针对于视觉假体的应用领域,本文提出了一种新型的高动态范围的CMOS图像传感器(CMOS ImageSensor,CIS)像素单元电路.该电路采用了列共用单元的条件溢出电容和多次积分技术,大大提高了图像传感器的动态范围,同时使其在低光照时保持较高的... 针对于视觉假体的应用领域,本文提出了一种新型的高动态范围的CMOS图像传感器(CMOS ImageSensor,CIS)像素单元电路.该电路采用了列共用单元的条件溢出电容和多次积分技术,大大提高了图像传感器的动态范围,同时使其在低光照时保持较高的灵敏度和信噪比.采用了特许半导体公司的0.35μm CMOS工艺参数对该电路进行了仿真,结果表明所设计的电路比普通四晶体管有源像素传感器(4 Transistor Active Pixel Sensor,4T APS)电路的动态范围提高了约62dB,并且在低光照时保持了普通4T APS的高信噪比和灵敏度的特点. 展开更多
关键词 视觉假体 图像传感器 高动态范围 条件溢出电容
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视觉假体的发展与研究 被引量：10
3
作者 李莹辉 吴开杰 +1 位作者 柴新禹 任秋实 《中国医学物理学杂志》 CSCD 2007年第5期338-341,共4页
目的:介绍国内外主要视觉假体研究小组的研究进展,讨论了视觉假体研究的重点与难点。方法:回顾并分析了植入在视皮层、视神经、视网膜的三种视觉假体的功能特点和其优缺点。结果:视觉假体在未来发展的最大障碍已不再是假体的设计加工和... 目的:介绍国内外主要视觉假体研究小组的研究进展,讨论了视觉假体研究的重点与难点。方法:回顾并分析了植入在视皮层、视神经、视网膜的三种视觉假体的功能特点和其优缺点。结果:视觉假体在未来发展的最大障碍已不再是假体的设计加工和手术技术,而是如何在假体与大脑之间进行有效信息传递。结论:目前视觉假体仍未能满足失明患者日常需要,开发具有完整功能的视觉假体有着广阔的空间。 展开更多
关键词 视觉假体 视皮层 视神经 视网膜
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视觉假体铂铱合金微电极阵列的电场分析 被引量：3
4
作者 隋晓红 韩兆龙 +2 位作者 邵轶彬 周岱 任秋实 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期1282-1286,共5页
采用有限元法研究用于视神经视觉假体铂铱合金微电极阵列的电场分布情况,在单极和双极电流刺激条件下,分析不同长度微电极的空间电场分布,通过在体动物实验验证了铂铱合金微电极阵列在体工作的有效性.结果表明,经过100μA的单极和双极... 采用有限元法研究用于视神经视觉假体铂铱合金微电极阵列的电场分布情况,在单极和双极电流刺激条件下,分析不同长度微电极的空间电场分布,通过在体动物实验验证了铂铱合金微电极阵列在体工作的有效性.结果表明,经过100μA的单极和双极电流刺激后,铂铱合金电极的最大电场强度均发生在电极材料和绝缘材料的交界处.以电场强度最大点为原点,单极和双极电流刺激的有效半径分别约为21和24μm. 展开更多
关键词 铂铱合金(Pt/Ir)微电极 有限元法 视神经 视觉假体 电场分布
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视觉假体中动态图像识别研究 被引量：3
5
作者 赵瑛 耿秀琳 +2 位作者 李琦 蒋广琪 谷宇 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2018年第23期162-169,共8页
为了确定低分辨率动态图像识别的最小信息需求,通过灰度化、二值化、边缘提取和匹配不同的仿真光幻视模板等处理策略将绘画过程视频处理为五种分辨率(24×24,32×32,48×48,64×64和128×128)的像素化动态视频,对... 为了确定低分辨率动态图像识别的最小信息需求,通过灰度化、二值化、边缘提取和匹配不同的仿真光幻视模板等处理策略将绘画过程视频处理为五种分辨率(24×24,32×32,48×48,64×64和128×128)的像素化动态视频,对其进行视频复杂度分析,并使用简化的Itti算法提取特征点来分类有效信息,记录并统计分析不同分辨率下的被试者识别时间以及识别准确率。实验结果表明,随着不同分辨率下的视频复杂度的升高,识别时间逐渐减少,识别准确率不断升高;动态视频的像素化分辨率越高,识别所需特征信息越少,当视频像素化分辨率达到64×64或128×128时,被试者只需少量特征信息即可完成识别。 展开更多
关键词 视觉假体 视频复杂度 识别时间 识别准确率 特征点提取
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人工视觉假体映像信息处理模型 被引量：2
6
作者 苟先太 刘金 +2 位作者 李广军 胡建斌 金炜东 《中国组织工程研究与临床康复》 CAS CSCD 北大核心 2009年第30期5835-5839,共5页
人工视觉是目前生物医学工程、组织工程及计算机科学等领域的热门研究课题。通过在视觉通路的不同部位植入视觉假体使盲人恢复部分视觉功能是目前人工视觉领域主要的研究方法。尽管已有人工视觉相关的研究成果发表,但往往只是粗略地说... 人工视觉是目前生物医学工程、组织工程及计算机科学等领域的热门研究课题。通过在视觉通路的不同部位植入视觉假体使盲人恢复部分视觉功能是目前人工视觉领域主要的研究方法。尽管已有人工视觉相关的研究成果发表,但往往只是粗略地说明由视景图像进行编码给出微电极刺激信号,几乎没有对信息处理模型部分的具体介绍。视觉映像的信息处理机制是人工视觉研究中最重要的基础工作和核心技术之一,提出一个能根据反馈信息进行自适应调整的视觉信息处理系统模型尤为重要。文章在阐述人类视觉信息获取及处理原理的基础上,提出一种人工视觉映像信息处理模型。然后详细阐述这一模型在学习训练阶段和应用阶段的系统结构和关键技术。 展开更多
关键词 人工视觉 视觉假体模型 图形编码 视神经映射
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视觉假体微电极经眶外侧壁入路植入视神经的应用解剖 被引量：3
7
作者 吴云霞 许家军 +5 位作者 郭晓丹 张更 刘芳 纪荣明 黄会龙 刘镇 《解剖学研究》 CAS 2007年第6期449-453,共5页
目的为经眶外侧壁入路植入视神经视觉假体微电极提供解剖学依据。方法选用经4%甲醛固定及动脉灌注红色乳胶的成人头湿性标本30例,观测眶内眼动脉及相关分支的起始、数量和外径与穿入视神经鞘膜动脉的起始、外径和穿入部位、视神经外径... 目的为经眶外侧壁入路植入视神经视觉假体微电极提供解剖学依据。方法选用经4%甲醛固定及动脉灌注红色乳胶的成人头湿性标本30例,观测眶内眼动脉及相关分支的起始、数量和外径与穿入视神经鞘膜动脉的起始、外径和穿入部位、视神经外径等参数。结果泪腺动脉1～2支,经外直肌上缘上方(3.83±1.43)mm前行。外直肌-视神经间隙的深度为(8.14±0.90)mm,内有睫状短神经5～10条,颞侧睫状后动脉1～2支。穿入视神经鞘膜动脉的方位,内侧20%,上方29.3%,外侧6.7%,下方44%。视网膜中央动脉主要经下方穿入视神经,穿入处距球后(0.85±0.28)cm,该处动脉外径为(0.40±0.09)mm。眼动脉斜跨视神经处远侧端距球后(1.44±0.22)cm。在球后与总腱环中点处,视神经左右径(3.96±0.35)mm,上下径(4.18±0.33)mm。结论宜经眶外侧壁入路植入视神经视觉假体微电极,植入微电极的部位以视神经球后4～8mm处的外侧较好,植入深度应小于1.5mm。 展开更多
关键词 视神经 视网膜中央动脉 眼动脉 视觉假体微电极
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视觉假体微电极植入视神经段断面微血管的分布 被引量：1
8
作者 吴云霞 许家军 +4 位作者 郭晓丹 刘芳 黄会龙 王玮 彭亚军 《解剖学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期513-516,共4页
目的： 探讨视觉假体微电极芯片植入视神经的相对安全区,为临床视神经手术提供解剖学依据.方法： 新鲜成人头颅标本经动脉灌注墨汁混合液,解剖观察视神经周围血管后,取球后4～8 mm视神经连续切片,Image 3.0测量神经横断面中各象限血管... 目的： 探讨视觉假体微电极芯片植入视神经的相对安全区,为临床视神经手术提供解剖学依据.方法： 新鲜成人头颅标本经动脉灌注墨汁混合液,解剖观察视神经周围血管后,取球后4～8 mm视神经连续切片,Image 3.0测量神经横断面中各象限血管断面数和血管总面积.结果： 视神经鞘上血管网丰富,血管大致呈前后纵向走行.球后4～8mm段视神经鞘膜的血管网向神经实质内以近似直角的方式发出许多小支,呈向心性走行.视神经内各象限血管断面数和血管总面积无差异,数值呈节段性的波浪式变化.结论： 视神经内微血管分布不存在明显的象限差异.结合周围血管分布,提示在颞上象限植入视觉假体微电极为宜. 展开更多
关键词 视神经 视觉假体 微电极 微血管 鞘动脉
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视觉假体及神经微电极的研究进展 被引量：2
9
作者 邢玉梅 惠春 《眼科研究》 CSCD 北大核心 2009年第4期336-340,共5页
借助视觉假体有望使某些难治的视网膜病变,如年龄相关性黄斑变性(AMD)和原发性视网膜色素变性(RP)患者恢复部分视力。神经微电极是视觉假体系统中的重要部件,具有对神经进行电刺激并记录神经信号的重要作用。随着微电子技术、医疗技术... 借助视觉假体有望使某些难治的视网膜病变,如年龄相关性黄斑变性(AMD)和原发性视网膜色素变性(RP)患者恢复部分视力。神经微电极是视觉假体系统中的重要部件,具有对神经进行电刺激并记录神经信号的重要作用。随着微电子技术、医疗技术、生物技术及材料加工技术的不断发展,许多新型材料和微加工工艺被逐渐应用于神经微电极的研制,从而为视觉假体提供更好的脑-机接口组件。对近年来视觉假体和神经微电极的研究现状和发展趋势进行综述,以更好地理解视觉恢复的机制,不断优化视觉假体系统的功能。 展开更多
关键词 视觉假体 视皮质假体 视神经假体 视网膜假体 电刺激 柔性基底 神经微电极 生物相容性
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面向视觉假体的复杂图像处理技术 被引量：5
10
作者 贺瑞芳 《电子测量技术》 2015年第11期55-59,共5页
为了更准确地提取视觉假体采集的复杂图像中的信息,提出了一种基于视觉显著性的复杂图像视觉焦点检测和基于多尺度信息融合的图像边缘特征提取算法。算法首先利用GB算法计算复杂图像显著性图,然后利用双阈值分割和形态学方法提取出复杂... 为了更准确地提取视觉假体采集的复杂图像中的信息,提出了一种基于视觉显著性的复杂图像视觉焦点检测和基于多尺度信息融合的图像边缘特征提取算法。算法首先利用GB算法计算复杂图像显著性图,然后利用双阈值分割和形态学方法提取出复杂图像中的视觉焦点区域。其次,针对传统边缘检测中单尺度微分算子的不足,提出了融合多尺度Sobel的边缘检测方法。提出的复杂图像处理策略既简化了图像信息编码的复杂度,又提高了边缘提取算法的噪声稳健性。 展开更多
关键词 视觉假体 图像处理 显著性 多尺度 边缘检测
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视觉假体高阶调制解调系统VLSI优化设计
11
作者 杨媛 彭凯 +1 位作者 吕磊 高勇 《计算机工程》 CAS CSCD 2014年第10期281-286,291,共7页
视觉假体中无线能量传输效率和无线数据传输速率随着信号载频频率增大而减小。为此,提出将16DAPSK高阶调制解调技术应用于视觉假体中。分析16DAPSK在视觉假体中的应用优势,给出16DAPSK超大规模集成电路(VLSI)算法和硬件结构。结合滤波... 视觉假体中无线能量传输效率和无线数据传输速率随着信号载频频率增大而减小。为此,提出将16DAPSK高阶调制解调技术应用于视觉假体中。分析16DAPSK在视觉假体中的应用优势,给出16DAPSK超大规模集成电路(VLSI)算法和硬件结构。结合滤波器系数对称、简化的RAG算法图等实现电路的VLSI优化设计。基于DE4平台完成系统硬件验证、数据传输速率、能量传输效率分析与实验。结果表明,系统工作正确,采用16DAPSK技术可简化电路解调硬件结构,解决信道延迟的不定性问题,提高视觉假体应用的可靠性。VLSI优化后的硬件资源减少57%,体积减小,提高了视觉假体临床应用的可行性。较传统低阶调制技术,16DAPSK高阶调制在较高的数据传输速率下,载波频率的降低提高了能量传输效率,解决了能量与数据传输效率矛盾的问题。 展开更多
关键词 16DAPSK技术 视觉假体 超大规模集成电路 光幻视 能量效率
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视觉假体中微电流刺激驱动电路设计
12
作者 杨媛 郭晓东 +2 位作者 杨晓菲 吕磊 高勇 《西安理工大学学报》 CAS 北大核心 2012年第3期284-288,共5页
本研究针对视神经假体的参数需求设计了电极驱动电路,采用电荷平衡的双向电流作用于微电极来刺激视神经以产生视觉感受。基于TSMC 0.35μm BCD工艺,使用HSPICE软件对设计的电路模块进行了仿真,使用Modelsim和FPGA对设计的数字控制电路... 本研究针对视神经假体的参数需求设计了电极驱动电路,采用电荷平衡的双向电流作用于微电极来刺激视神经以产生视觉感受。基于TSMC 0.35μm BCD工艺,使用HSPICE软件对设计的电路模块进行了仿真,使用Modelsim和FPGA对设计的数字控制电路进行了仿真及验证。结果表明,所设计电路可以产生64通道的双向刺激电流,电流大小0～1 022μA,分512级可调,脉冲持续时间0～400μs。 展开更多
关键词 视觉假体 微电流刺激 数模混合
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基于DM642的视觉假体图像采集与处理系统
13
作者 蔡明荣 马军山 +2 位作者 王福红 曹璐 许炯 《光学仪器》 2009年第2期22-25,共4页
现研究的是基于DM642的视觉假体图像采集与处理系统,是视觉假体微机电系统的初步模拟,是利用高端数字图像处理芯片和CMOS图像传感器开发的一个系统。这样的一套系统是设想在正常人眼的视网膜不能正常工作时对它进行代替。由CMOS图像传... 现研究的是基于DM642的视觉假体图像采集与处理系统,是视觉假体微机电系统的初步模拟,是利用高端数字图像处理芯片和CMOS图像传感器开发的一个系统。这样的一套系统是设想在正常人眼的视网膜不能正常工作时对它进行代替。由CMOS图像传感器采集视频信号,经过高端的数字图像处理芯片的处理,并行输出电极刺激信号。 展开更多
关键词 视觉假体 数字图像处理 白平衡 色差校正
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视觉假体微电极阵列的发展与研究现状 被引量：3
14
作者 邵轶彬 隋晓红 任秋实 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期1047-1051,1056,共6页
针对用于视觉修复的微电极,根据其植入部位(视网膜、视神经、视皮层以及脉络膜上腔和视盘等),分别介绍了国内外各主要研究小组的最新进展及其特点,讨论了设计和制作微电极阵列的关键问题和面临的挑战,对视觉假体微电极阵列用于临床实验... 针对用于视觉修复的微电极,根据其植入部位(视网膜、视神经、视皮层以及脉络膜上腔和视盘等),分别介绍了国内外各主要研究小组的最新进展及其特点,讨论了设计和制作微电极阵列的关键问题和面临的挑战,对视觉假体微电极阵列用于临床实验具有一定的推动作用. 展开更多
关键词 微电极阵列 视觉假体 视网膜 视神经 视皮层
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视觉假体电刺激电流波形的改进研究 被引量：3
15
作者 吴俊 乔清理 王薇 《航天医学与医学工程》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期371-374,共4页
目的提出一种设计视觉假体电刺激电流波形的新方法,以减少电极上的峰值电压。方法电极-组织界面等效为RC电路模型;线性下降波形后加入零阶保持器来获得规则采样的零阶保持波形,借助传递函数在Simulink下仿真新设计的电流波形和恒定电流... 目的提出一种设计视觉假体电刺激电流波形的新方法,以减少电极上的峰值电压。方法电极-组织界面等效为RC电路模型;线性下降波形后加入零阶保持器来获得规则采样的零阶保持波形,借助传递函数在Simulink下仿真新设计的电流波形和恒定电流刺激波形在RC模型上引起的电压变化。结果改进后的刺激相波形包括给定数目的一些等时间分段常数段。使用改进的五段阶梯电流波形可使电极峰值电压减少大约12%。结论 Simulink仿真结果说明,使用分段的阶梯电流波形可以减少峰值电压,本研究将会给未来设计改进电流波形提供一定的指导意义。 展开更多
关键词 视觉假体 神经刺激 电极 组织界面 零阶保持器 SIMULINK仿真
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视觉假体神经刺激器的发展现状和挑战 被引量：4
16
作者 黄伟昌 王国鹤 +1 位作者 吴开杰 任秋实 《中国医学物理学杂志》 CSCD 2010年第4期2051-2055,共5页
老年黄斑变性(AMD)和视网膜色素变性(RP)是不可治愈性视网膜疾病致盲的主要原因。针对这两种致盲疾病,研发视觉假体使盲人重见光明已经成为当前科学领域的研究热点之一。而视觉假体刺激器作为视觉假体的关键模块,对传导人工视觉编码信... 老年黄斑变性(AMD)和视网膜色素变性(RP)是不可治愈性视网膜疾病致盲的主要原因。针对这两种致盲疾病,研发视觉假体使盲人重见光明已经成为当前科学领域的研究热点之一。而视觉假体刺激器作为视觉假体的关键模块,对传导人工视觉编码信息、获取有效的视觉诱发具有重要的作用。本文首先介绍了多个国际知名视觉假体神经刺激器的设计方案,分析了它们的优缺点。在此基础上,我们着重论述了视觉假体神经刺激器所面临的挑战及未来的发展趋势,包括视觉假体神经刺激器的灵活性设计、低功耗设计和无线数据和能量传输设计。 展开更多
关键词 视觉假体 神经刺激器 无线传输 脑机接口 视觉功能修复
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基于生物电容的视觉假体无线能量传输系统建模及效率优化 被引量：2
17
作者 李学平 杨媛 +1 位作者 高勇 乔世杰 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期104-110,共7页
为了解决视觉假体无线能量传输系统设计过程中参数选取的问题,本文进行了基于生物电容的视觉假体无线能量传输系统精确建模,并在该模型的基础上对次级线圈回路进行了优化,使能量传输效率较传统谐振耦合方法有明显提高.文中采用大、小两... 为了解决视觉假体无线能量传输系统设计过程中参数选取的问题,本文进行了基于生物电容的视觉假体无线能量传输系统精确建模,并在该模型的基础上对次级线圈回路进行了优化,使能量传输效率较传统谐振耦合方法有明显提高.文中采用大、小两组线圈进行比较分析和验证,所得实验数据和建模仿真数据吻合度高,验证了所建模型的准确性及优化方案的可行性,为视觉假体临床应用线圈的选取和无线能量传输系统的设计提供了理论参考. 展开更多
关键词 视觉假体 无线能量传输 生物电容 系统建模 效率优化
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视觉假体中无线能量和数据传输的设计及优化 被引量：2
18
作者 雷旭平 吴开杰 +1 位作者 赵磊 柴新禹 《中国医疗器械杂志》 CAS 2013年第6期427-431,共5页
提高视觉假体的空间分辨率是增强假体植入者视觉感受的直接有效的方法。然而随着假体装置可植入电极数目的增加,假体装置的功耗也大幅增长。针对这种发展趋势,视觉假体需要实现大功率、高效率的无线能量传输和高速率的数据传输。该文回... 提高视觉假体的空间分辨率是增强假体植入者视觉感受的直接有效的方法。然而随着假体装置可植入电极数目的增加,假体装置的功耗也大幅增长。针对这种发展趋势,视觉假体需要实现大功率、高效率的无线能量传输和高速率的数据传输。该文回顾了视觉假体无线传输研究的现状和面临的挑战,分析了其工作原理和设计要求,进而针对其特点分别介绍了能量传输和数据传输的设计方法。 展开更多
关键词 视觉假体 无线传输 E类功率放大器 双频系统
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视觉假体图像处理中降采样算法的优化设计与评估 被引量：1
19
作者 古陨 吴开杰 +2 位作者 雷旭平 吴昊 柴新禹 《中国医疗器械杂志》 CAS 2013年第1期33-36,共4页
对视觉假体图像处理系统的实时性分析表明,降采样环节的运算量是影响图像处理实时性的重要因素。为此,提出了基于间隔抽样均值的降采样算法,并以区域均值降采样算法为参照,统计分析了间隔抽样参数对图像处理效果和算法复杂度的影响。研... 对视觉假体图像处理系统的实时性分析表明,降采样环节的运算量是影响图像处理实时性的重要因素。为此,提出了基于间隔抽样均值的降采样算法,并以区域均值降采样算法为参照,统计分析了间隔抽样参数对图像处理效果和算法复杂度的影响。研究表明,在处理效果无显著差异的前提下,间隔抽样均值算法可以使降采样环节的运算量降低90%以上。 展开更多
关键词 视觉假体 图像处理 降采样 实时处理
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视觉假体的发展与面临的挑战 被引量：1
20
作者 陈盼盼 吕学全 +2 位作者 赵冀 柴新禹 任秋实 《中国医疗器械杂志》 CAS 2009年第4期276-281,共6页
主要介绍了视觉假体的发展国内外的研究现状以及目前所面临的问题。
关键词 视觉假体 视皮层假体 视神经假体 视网膜假体 光幻视
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