在一个完全可植入的大脑计算机接口的头骨单元的功率预算:生物热模型

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 神经科学是一个神经科学.
• 医疗器械 医疗器械

背景情况:

• 脊髓损伤 (SCI) 需要先进的辅助技术.
• 完全植入的脑电脑接口 (BD-BCI) 提供了恢复功能的潜力.
• 热安全是植入医疗器械的关键考虑因素.

研究的目的:

• 为了确定BD-BCI系统的头骨单元 (SU) 的最大功耗.
• 在SU操作期间确保周围组织的热安全.
• 为系统设计所必需的 SU 建立一个功率预算.

主要方法:

• 在COMSOL中使用有限元法 (FEM) 开发了生物热模型.
• 进行了灵敏度分析,以考虑参数变化.
• 模拟了SU对周围组织的热效应.

主要成果:

• 在不超过1°C的热安全值的情况下,SU可以名义上消耗高达70mW.
• 考虑到参数变化,估计的功率预算范围从47mW到81mW.
• 这个电力预算支持基本的 SU 操作,如信号处理和刺激.

结论:

• 估计的电力预算足以满足 SU 的核心功能.
• 确定SU电力预算对于设计安全有效的完全可实现的BD-BCI系统至关重要.
• 这项研究为推进SCI的BCI技术提供了重要的规范.