リアルタイム・オン・チップ・タイム・オブ・フライト・デテクション・フォー・アメリカ・タイム・リバース・インプラントの位置づけ

科学分野:

• バイオメディカルエンジニアリング
• シグナル処理 信号処理
• 医療機器 医療機器について

背景:

• タイムリバーサル (TR) 超音波の局所化は,深部組織移植医療機器 (IMD) に有効です.
• 現在のシステムは,低消費電力,ウェアラブルアプリケーションのために重要な小型化を必要とします.

研究 の 目的:

• ミニチュア化されたTRベースのIMDローカライゼーションのための概念証明のアプリケーション専用統合回路 (ASIC) アーキテクチャを提示します.
• ウェアラブルIMDローカライゼーションの電力とメモリ要求の減少を実証するために.

主な方法:

• 統合された受信/送信チェーンを備えた45チャンネルASICを開発しました.
• リアルタイムタイム・オブ・フライト (ToF) 検出とデジタル化のための新しいピークインスタンス検出 (PID) 回路を実装しました.
• 3Dプリントされた人間の肋骨の幻体を使って,分散媒介でインビトロ実験を行った.

主要な成果:

• PID回路は,商用システムと比較して,チャンネル毎に100μW (2000X減量) の電力と540ビット (746X減量) のメモリ使用量を削減しました.
• チップ上のToFデジタル化により,TR計算が簡素化されました.
• 非集中型超音波伝送に比べて22倍の電力効率の改善を達成し,商業的なローカライゼーション性能に匹敵しました.

結論:

• 提案されているASICアーキテクチャは,小型化された,低電力,ウェアラブルTRベースのIMDローカライゼーションに実現可能である.
• 新しいPID回路は,電力とメモリを大幅に節約できます.
• この技術は,実用的なIMDローカライゼーションシステムの開発を進めています.