可植入的心血管生物潜能获取和刺激电路与体通道通信用于跨导管无心脏起器

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 可以植入的医疗器械
• 心血管技术的心血管技术

背景情况:

• 无心脏起器在电力消耗和微型化方面面临着重大挑战.
• 现有的无线通信方法 (例如,RF) 可能是耗电的,限制了设备的寿命和大小.

研究的目的:

• 为无心脏起器开发一种可植入的心血管生物潜能获取和刺激电路.
• 在单一芯片上集成心电图 (ECG) 传感,节奏,控制逻辑和身体通道 (BC) 通信.
• 使用BC技术实现高效的无线电力传输和数据通信.

主要方法:

• 集成电路设计包括一个用于ECG传感的电流反仪表放大器.
• 开关电容器刺激器带有被动放电,可提供高效的节奏.
• 实施身体通道 (BC) 通信,用于低功耗数据传输和无线电源充电.
• 在猪模型中制造原型和体内评估.

主要成果:

• 实现了对心电图传感通道的低功耗 (4.519.4μW) 和低输入引用噪声 (3.69μV_RMS).
• 证明了高效的节奏和BC通信与下链 (10Mbps) 和上链 (16kbps) 的速度.
• 成功无线充电内部电池,并实现了紧的原型尺寸 (直径5.89毫米,长度26.5毫米).

结论:

• 开发的无心脏起器原型有效地将基本功能集成到单个芯片上,利用BC通信来降低功耗和尺寸.
• 该技术对最小侵入性心血管干预非常有希望,解决了当前无节奏系统的关键局限性.
• 在体内结果验证了这一新型跨导管无心脏起器设计的性能和可行性.