バッテリーなしでRFIDで動作するインプラント可能な神経センサーと刺激器の実験的検証
Luís Eduardo Pedigoni Bulisani1, Marco Antonio Herculano1, Carolina Chen Pauris1
1Department of Research and Postgraduate Studies, Jundiaí Medical School, Rua Francisco Telles, 250, Vila Arens, Jundiaí 13202-550, SP, Brazil.
この研究は,神経信号の取得と刺激のためのバッテリーなしでRFIDで動作するニューラルインターフェースを検証しています. ワイヤレスシステムはラットの運動反応を成功裏に誘発し,従来のインプラントの有効な代替案を示しました.
科学分野:
- バイオメディカルエンジニアリング
- 神経科学は神経科学である.
- 植え付け可能なデバイス
背景:
- 神経学的損傷は神経伝播を妨害し,生活の質に影響を及ぼします.
- 現在のインプラント可能な刺激器は,内部バッテリーにより寿命が限られており,手術を繰り返し行う必要があります.
研究 の 目的:
- 電池なしで,無線周波数識別 (RFID) 対応のニューラルプラットフォームを実験的に検証するために.
- ワイヤレスニューラルインターフェースの技術準備レベル6 (TRL-6) の検証を達成するために.
主な方法:
- 調整可能なアナログフロントエンド (最大93dBの増幅) と両相電流制御刺激器を備えたプロトタイプを開発した.
- Wistarラット (n=3) でベンチテスト,豚の組織評価,および3ヶ月のin vivo試験を実施しました.
主要な成果:
- ベンチテストで2.2dB以内の増強精度と精密な刺激タイミングを達成しました.
- 安定した3.3Vのワイヤレス電源リンクをRFIDを通じて20mmの生物組織を通して維持しました.
- 安全な動作温度 (<28°C) で,生体内で無線で総運動反応を誘発する100%の成功率を示しました.
結論:
- バッテリーなしでRFIDで動作するニューラルインターフェースは,無線信号の取得と刺激のために機能的に実現可能である.
- このアーキテクチャは,高度なニューラルインターフェースのシステムレベルの検証をサポートします.
- この技術は,神経学的治療の有望で侵襲性の少ない代替手段を提供します.
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