MagNI：一种磁电供能并控制的无线神经刺激植入体
神经元与认知
2021-07-08 v1 信号处理
摘要
本文提出首个利用磁电(ME)效应进行能量与数据传输的无线可编程神经刺激器。得益于低组织吸收、低失准敏感度和高能量传输效率，ME 效应能够以低谐振频率(~250 kHz)向体内深处(30-mm 深度)毫米级植入体安全输送高水平功率(数毫瓦)。所呈现的 MagNI(磁电神经植入体)由 1.5-mm 180-nm CMOS 芯片、自研 4x2 mm ME 薄膜、储能电容及柔性聚酰亚胺基底上的板载电极组成，总体积 8.2 mm。该芯片功耗 23.7 W，包含源幅度变化(1-V 变化容限)下的鲁棒系统控制与数据恢复机制。系统提供全可编程双相电流控制刺激，模式覆盖 0.05-to-1.5-mA 幅度、64-to-512-s 脉宽及 0-to-200Hz 重复频率，用于神经刺激。
引用
@article{arxiv.2107.02995,
title = {MagNI: A Magnetoelectrically Powered and Controlled Wireless Neurostimulating Implant},
author = {Zhanghao Yu and Joshua C. Chen and Fatima T. Alrashdan and Benjamin W. Avants and Yan He and Amanda Singer and Jacob T. Robinson and Kaiyuan Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.02995},
year = {2021}
}
备注
This work has been accepted to 2020 IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems (TBioCAS)