一个小型的无电池和无线生物潜能记录器,具有动态带宽和数据速率更新,用于功率优化
概括
本研究介绍了一个微型的无线生物潜能记录器,具有动态带宽和数据速率调整. 这种低功耗设备有效地捕获各种生物潜能信号,包括神经记录,以改善医疗监测.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 可穿戴技术可穿戴技术
- 信号处理 信号处理
背景情况:
- 生物潜能信号的带宽差异很大,需要适应性的记录系统.
- 现有的生物潜能记录器往往缺乏对带宽和数据速率的动态调能力,这会影响效率.
- 高效的功耗对于长期,可植入或可穿戴的监控设备至关重要.
研究的目的:
- 开发一个小型化的,低功耗的,无电池的,无线的生物潜能记录器,具有动态带宽和数据速率更新功能.
- 通过适应不同生物潜能信号的变化带宽要求,实现高效运行.
- 通过芯片验证和体内测量来验证拟议系统的性能.
主要方法:
- 为模拟前端带宽 (0.25-10 kHz) 和发射器数据速率 (10.5-420 kbps) 实施自动调整方法.
- 芯片上的系统 (SoC) 的设计,其标称功耗为32μW,速度为21kbps.
- 适应性调整传感带宽和数据速率用于多频段传感.
- 芯片验证和体内动物心电图 (ECG) 测量.
主要成果:
- 从0.25 kHz到10 kHz的动态带宽调整.
- 实现了从10.5 kbps到420 kbps的数据速率适应性.
- 经验证的低功耗 (32μW在21kbps) 和有效的体内心电图记录.
- 展示了多频段传感能力,用于随时间变化的感兴趣信号.
结论:
- 开发的生物潜能记录器为各种生物潜能信号采集提供了高效,适应性和低功耗的操作.
- 带宽和数据速率的动态调整提高了能源效率,并使选择性神经信号捕获 (例如LFP和AP) 成为可能.
- 该系统的适应性对于先进的神经记录应用程序至关重要,它可以在最低功耗的情况下进行高准确度数据捕获.
