具有MagSonic操作的完全无线ASIC,使用磁电转换器进行神经刺激和记录.

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 神经技术的神经技术
• 集成电路设计 集成电路设计

背景情况:

• 无线神经接口对于先进的大脑与计算机接口至关重要.
• 现有系统经常面临电力供应,数据传输和小型化方面的挑战.
• 磁电 (ME) 传感器为无线电源和数据传输提供了一个有希望的模式.

研究的目的:

• 使用MagSonic模式呈现一个无线特定应用集成电路 (ASIC) 进行神经刺激和记录.
• 为了展示一个紧的,集成的解决方案,需要最小的外部组件.
• 在功率,刺激和记录能力方面验证ASIC的性能.

主要方法:

• 制造一个180nm CMOS ASIC,集成功率管理,双相交流刺激器和神经记录/上链电路.
• 使用磁电 (ME) 传感器进行无线电力传输 (长度模式) 和数据通信 (厚度模式).
• 电源接收,刺激电压耐受性和神经信号传输速率的表征.

主要成果:

• 在40毫米深处使用毫米尺度ME传感器,MagSonic ASIC实现了高达8.1mW的接收功率.
• 双相交流刺激器表现出6.6V的耐受性与最小的残留电极电压.
• 神经信号被记录并以186.2 kbps的无线传输,比特错误率低于10-3.

结论:

• 开发的MagSonic ASIC是一个可行的无线解决方案,用于神经刺激和记录.
• 综合设计简化了系统的复杂性,并减少了开销.
• 动物实验证实了ASIC直接AC刺激对未来神经假肢的潜力.