一款16通道低功耗神经连接提取与锁相深部脑刺激SoC
系统与控制
2023-03-21 v1 系统与控制
信号处理
摘要
越来越多的证据表明，锁相深部脑刺激（DBS）可有效调节神经及精神疾病的异常脑连接。因此，本通讯提出一款兼具神经连接提取与锁相DBS能力的低功耗SoC。一个16通道低噪声模拟前端（AFE）以精确的增益匹配从多个脑区记录局部场电位（LFPs）。一种新颖的低复杂度相位估计器和神经连接处理器随后实现了高能效且准确的瞬时相位与跨区同步性度量测量。通过灵活组合相位同步与谱能量等神经生物标志物，一个四通道电荷平衡神经刺激器被触发以治疗各种病理性脑状态。该SoC采用65nm CMOS工艺制造，占用2.24mm2硅面积，功耗60uW，在神经连接提取上相比现有技术实现超过60%的功耗节省。大量体内测量展示了在大鼠中的多通道LFP记录、相位与神经连接度量的实时提取以及锁相刺激。
引用
@article{arxiv.2207.01060,
title = {A 16-Channel Low-Power Neural Connectivity Extraction and Phase-Locked Deep Brain Stimulation SoC},
author = {Uisub Shin and Cong Ding and Virginia Woods and Alik S. Widge and Mahsa Shoaran},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.01060},
year = {2023}
}