由单一发射器供能并编程的磁电生物植入物用于协调多部位刺激

本文提出一种硬件平台，包括由共享发射器(TX)无线供能并控制的刺激植入物，用于协调无导线多部位刺激。所采用的新型单发射器多植入物结构可灵活部署刺激、提高系统效率、轻松扩展刺激通道数量并减轻设备同步负担。在所提出的系统中，利用磁电(ME)效应的无线链路与稳健高效的片上系统(SoC)协同设计，以实现每个植入物的可靠运行与独立编程。每个植入物在 6.2-mm3 体积内集成了 0.8-mm2 芯片、6-mm2 ME 薄膜和储能电容。ME 功率传输能够安全地向距 TX 线圈数厘米外的器件传输毫瓦级功率，在尺寸限制下保持良好效率，并容忍 60 度、1.5-cm 的角度与横向错位。该 SoC 在 2-V 源振幅变化（对应 40-mm TX-植入物距离变化）下稳健运行，通过物理不可克隆函数(PUF) ID 实现个体寻址，并在 1.5-3.5-V 刺激下以完全可编程刺激参数实现 90% 效率。