一个亚毫米3无线神经刺激器IC用于视觉皮质假体,具有光学功率采集和7.5kb/s数据遥测
Jungho Lee1, Joseph G Letner2, Jongyup Lim1
1Department of Electrical and Computer Engineering, University of Michigan, Ann Arbor, MI 48109 USA.
IEEE journal of solid-state circuits
|December 23, 2025
概括
这项研究介绍了StiMote,这是一款用于视力恢复的无线视觉皮层刺激器. 这种不受束的系统是光学驱动和精确控制的,在老鼠中表现出有效的体内刺激.
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.
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 视力恢复是神经科学中的一个关键挑战.
- 目前的视觉假肢经常面临无线操作和精确刺激的局限性.
- 对于先进的视觉皮层接口,需要无约束的,可定位的刺激模块.
研究的目的:
- 开发和验证StiMote,一个不受束的,自由漂浮的,个别可定位的刺激器模块,用于视觉皮层刺激.
- 为了实现无线电源和数据传输,用于视力恢复应用.
- 实施和评估自动充电平衡技术,以确保安全有效的刺激.
主要方法:
- 使用定制光伏 (PV) 层和光二极管 (PD) 接收器的光学供电.
- 时间划分多重访问 (TDMA) 框架,可解决多达1024个问题.
- 自动充电平衡 (CB) 技术用于双相切换电容器刺激 (SCS).
- 在小鼠体外电极测试和体内实验实验.
主要成果:
- 斯蒂莫特证实使用收获光的无线完全功能.
- 低功耗 (4.48μW) 与7.5kb/s的光学下链数据速率.
- 直流-直流转换器实现了4.3V输出,最高效率为67.4%.
- CB电路展示了直线电荷控制 (<0.2nC不平衡) 的情况,最高可达16nC.
- 在体内实验中验证了老鼠的有效刺激.
结论:
- 斯蒂莫特为视觉皮层刺激提供了一个有前途的无解决方案.
- 光学电源和TDMA框架允许精确无线控制多种刺激模式.
- 自动电荷平衡技术可确保安全有效的双相刺激.
- 成功的体内验证为未来的视力恢复疗法铺平了道路.
