一种用于多器件神经记录的亚毫米立方超声自由浮动植入物

本文提出了一种 0.8 mm$^3$ 的无线、超声供能、自由浮动神经记录植入物。该器件仅由一个 0.25 mm$^2$ 的记录 IC 和一个用于能量收集与数据传输的压电陶瓷谐振器组成。上行数据传输通过对超声回波进行模拟调幅实现。使用 1.78 MHz 主载波，实现了 >35 kbps/mote 等效上行数据速率。引入了一种回波调幅线性化技术，在 $\pm$10 mV 输入范围内使接收信号的静态非线性小于 1.2\%。该 IC 功耗为 37.7 $\mu$W，其中神经记录前端功耗为 4 $\mu$W，在 5 kHz 带宽内噪声底为 5.3 $\mu$V$_{rms}$。本工作将亚毫米记录器件的深度提升了 >2.5 倍，从而实现了约 $\sim$3 倍的最高测量深度/体积比。正交子载波调制可使用单个超声外部换能器实现多个植入物的同时工作。在 50 mm 深度处以 7 kS/s 的速率演示了双器件同时上电与数据传输。