电容微加工超声波传感器的设计,制造和表征用于跨,多焦神经刺激

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.
• 声学 声学 在声学方面

背景情况:

• 非侵入性脑刺激技术对于神经科学研究和治疗应用至关重要.
• 之前的研究使用了非人类灵长类模型中的头盔形变频器阵列的3D全波模拟.
• 优化传感器配置是深层和浅层大脑区域有效神经刺激的关键.

研究的目的:

• 设计和制造用于神经刺激的单个电容微机超声波传感器 (CMUT) 元素.
• 为了评估128个元素的CMUT阵列的性能,用于跨的聚焦超声波.
• 为了预测神经刺激应用的声学强度和机械指数.

主要方法:

• 设计和制造了一个直径15毫米的CMUT,以800kHz的频率运行,带宽为480kHz.
• 描述了CMUT产生190kPa的峰值负压 (PNP).
• 预计128个元素数组的跨的空间峰值脉冲平均强度 (I_SPPA) 和机械指数 (MI).

主要成果:

• 制造的CMUT元件实现了190kPa的PNP.
• 一个128个元素的阵列被投射到提供28Wcm-2ISPPA.
• 预计MI值为1.1,表明跨应用的安全性.

结论:

• 设计的CMUT元件适合构建神经刺激阵列.
• 这种128个元素的阵列显示了在深层和浅层大脑区域有效的神经刺激的潜力.
• 这项技术为大脑调制提供了一种有前途的非侵入性方法.