对于植入式多通道神经记录系统的非线性建模和精确分析方法
Jinyan He1,2, Jian Xu2,3,4, Yueming Wang4,5
1College of Information Science and Electronic Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China.
Micromachines
|October 29, 2025
概括
本研究介绍了一个用于设计神经记录系统的Simulink模型. 它通过调整神经系统疾病诊断中至关重要的非线性参数来优化信号忠实度和功耗之间的权衡.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 神经科学仪器仪器仪器仪表
- 信号处理 信号处理
背景情况:
- 高精度可植入的神经记录系统对于神经疾病的诊断和治疗至关重要.
- 优化线性参数,信号保真度,功耗和电路面积是一个重大的设计挑战.
研究的目的:
- 为优化神经记录系统设计提出基于Simulink的建模方法.
- 评估可调节的非线性参数对系统性能的影响.
主要方法:
- 开发了一个Simulink模型,在前端电路和模拟数字转换器 (ADC) 阶段中包含可调节的非线性参数.
- 使用定量尖峰检测准确度和神经解码范式 (中国手写重建) 评估非线性效应.
主要成果:
- 确定了可靠检测的最佳总波扭曲 (THD) 级别: -34.32 dB (LNA), -33.73 dB (PGA) 和-57.95 dB (ADC).
- 发现ADC非线性比LNA和PGA非线性显著影响系统性能.
结论:
- 拟议的建模方法为在神经记录系统中平衡信号忠实性和资源效率提供了定量指导.
- 能够为神经学应用设计未来低功耗,高精度的神经记录系统.
