ISSCC 2013Session 16Medical & Bio
该论文提出了一款用于心脏再同步治疗的超低功耗心内信号处理芯片,集成了生物阻抗测量和模拟特征提取功能,实现了82dB的动态范围。
▸提出了一种低功耗模拟特征提取电路,用于心内信号处理。
▸实现了82dB生物阻抗测量动态范围,同时功耗仅为20μW。
ISSCC 2013Session 16Medical & Bio
该论文提出了一种集成磁谱仪,用于多路复用生物传感,解决了传统荧光检测成本高、需要光学元件的问题,提供了基于磁标记的低成本、高灵敏度检测方案。
▸提出了一种无需外部磁铁的集成磁谱仪,采用频率偏移检测机制实现高灵敏度生物分子检测。
▸实现了多路复用生物传感能力,能够在同一芯片上同时检测多种生物标志物。
ISSCC 2013Session 16Medical & Bio
该论文提出了一种基于近场通信(NFC)的无线荧光计,用于长期植入式连续血糖监测系统。它结合了荧光传感与微系统技术,实现了无电池、低功耗的植入式传感,仅在主机激活时进行测量。
▸将NFC标准用于植入式生物传感,实现无电池无线通信与能量采集
▸融合荧光检测与微系统技术,实现长期稳定的连续血糖监测
ISSCC 2013Session 16Medical & Bio65nm CMOS
本文提出了一款完全眼内植入的512通道自校准视网膜假体芯片,采用65nm CMOS工艺,像素面积仅为0.0169mm²,旨在提高空间分辨率以恢复功能性视觉感知。
▸完全眼内植入设计,无需外部线缆,提高患者舒适度和系统可靠性。
▸自校准电路补偿工艺和失配,确保多通道一致性。
ISSCC 2013Session 16Medical & Bio
该论文设计了一款集成1024通道的高顺应电压SoC用于视网膜假体,旨在解决电极尺寸减小导致的高阻抗和需要大量通道以支持面部识别和阅读的挑战。芯片面积仅37.6mm2,适合植入式应用。
▸实现了1024通道的高密度刺激器集成,显著超过现有60通道商业产品。
▸采用高顺应电压设计以适应高达30kΩ的电极-组织阻抗,确保有效刺激。
ISSCC 2013Session 16Medical & Bio
该论文提出了一种24通道双频段无线神经记录器,通过活动依赖的功耗管理策略,仅在检测到动作电位时传输数据,从而大幅降低功耗,适用于自由活动小动物的长时间神经记录。
▸提出活动依赖的功耗管理机制,根据神经活动动态调整数据传输,显著降低系统功耗。
▸采用双频段无线传输,实现高效的数据通信与低功耗待机。
ISSCC 2013Session 16Medical & Bio0.18μm CMOS
本文提出了一种采用DR折叠技术的功率高效神经记录架构,实现了0.45V超低电压操作和每通道亚微瓦级功耗,解决了传统神经记录系统中噪声效率与功耗之间的权衡问题。该芯片集成了100个记录通道,在0.18μm CMOS工艺中制造。
▸提出了DR折叠技术,允许在低电压下保持足够的动态范围,从而降低功耗。
▸实现了0.45V的极低电源电压和每通道亚微瓦级功耗,同时支持100通道并行记录。
ISSCC 2013Session 16Medical & Bio
本文设计了一款植入式CMOS神经探针,集成了455个有源电极和52个记录通道,实现了高空间分辨率的多神经元同步监测,解决了传统探头尺寸与分辨率之间的权衡问题。
▸采用高密度455个有源电极阵列,实现亚细胞级空间分辨率。
▸集成52个并行记录通道,支持多脑区同时电生理监测。
ISSCC 2013Session 16Medical & Bio
该论文提出了一款完全集成的8通道闭环神经假体SoC,用于实时癫痫发作控制。通过闭环反馈机制,该芯片能够检测癫痫发作并施加电刺激,从而有效控制癫痫,解决了现有疗法对约25%患者无效的问题。
▸实现了8通道的闭环神经假体SoC,集成了信号检测、刺激和反馈控制,实现了实时癫痫发作控制。
▸采用了全集成设计,无需外部组件,降低了系统功耗和体积,适合植入式应用。
ISSCC 2012Session 17Medical & Bio
本文提出了一种基于CMOS集成电路与微流控通道的单细胞阻抗流式细胞仪,首次实现了非侵入性、高通量的3D流动单细胞实时分析。通过引入ΔΣ误差校正技术,提高了测量精度,为完整细胞分选器件的构建奠定了基础。
▸首次将CMOS集成电路与微流控技术结合,实现了3D流动单细胞的高通量阻抗分析
▸采用ΔΣ误差校正技术,提升了阻抗测量的精度和信噪比
ISSCC 2012Session 17Medical & Bio
本文提出了一种毫米级、完全无线的植入式运动装置,通过结合高效电磁推进和无线功率传输技术,解决了体内运动设备的高功耗和供电难题。该系统利用低频GHz无线功率传输在组织中实现最佳效率,并支持远程控制。
▸将高效电磁推进与无线功率传输集成到毫米级植入式设备中,实现自主运动。
▸利用低频GHz无线功率传输在生物组织中达到最佳效率,支持体内供电。
ISSCC 2012Session 17Medical & Bio
该论文提出了一种用于生物遥测应用的多模无线体域网收发器,支持IEEE 802.15.6和蓝牙低功耗标准。通过低功耗设计,在1V电压下仅消耗5mA电流,实现了多种调制方式的高效传输。
▸首次在同一收发器中同时支持IEEE 802.15.6和蓝牙低功耗两种标准,适用于医疗可穿戴设备。
▸采用低功耗架构,在1V供电下实现5mA的极低电流消耗,适合电池供电的植入式或体表设备。
ISSCC 2012Session 17Medical & Bio
该论文提出了一款无电池、19µW功耗的MICS/ISM频段能量收集身体区域传感器节点SoC,集成了低功耗RF发射器、低压升压电路、亚阈值处理、生物信号前端和动态电源管理,解决了可穿戴健康监测设备的能源自给问题。
▸实现了完全无电池的能量收集SoC,利用环境能量为身体传感器节点供电。
▸采用亚阈值电路和动态电源管理技术,将整体功耗降低至19µW。
ISSCC 2012Session 17Medical & Bio
本文提出了一款亚10nA直流平衡的自适应刺激器IC,集成了多模态传感器,用于紧凑型电针系统。该芯片解决了传统电针系统中细针难以连接粗导线、多针电源供给困难的问题,实现了低功耗、直流平衡的刺激输出。
▸首次实现了亚10nA级别的直流平衡自适应刺激器,降低功耗并避免组织损伤。
▸集成多模态传感器,实现闭环自适应刺激控制,提高治疗有效性。
ISSCC 2012Session 17Medical & Bio
该论文提出了一款用于心理健康监测的非线性HRV-EEG混沌处理器,集成了体信道通信接口。该处理器通过结合心率和脑电信号进行压力检测,实现了259.6µW的超低功耗。
▸首次将非线性混沌处理应用于HRV和EEG联合分析,用于心理健康状态评估。
▸实现了259.6µW的极低功耗,适合可穿戴设备长期监测。
ISSCC 2012Session 17Medical & Bio
该论文提出了一款8通道可扩展的脑电图(EEG)采集SoC,集成了患者特定的癫痫发作分类与记录功能。它解决了患者间癫痫模式差异、超低功耗可变动态范围仪器电路与检测处理器的全集成,以及通信开销降低等挑战。
▸在芯片上本地提取EEG特征以减少通信开销。
▸实现了全集成超低功耗可变动态范围仪器电路与癫痫检测处理器。
ISSCC 2011Session 2Medical & Bio
该论文提出了一种低功耗全集成RF锁定环路,用于微型原子钟,解决了传统原子钟功耗高、体积大的问题,使其适用于手持设备。通过利用先进的光子和MEMS工艺,实现了高精度时钟参考,支持通信和导航应用中的快速数据速率和长保持时间。
▸首次实现了全集成RF锁定环路用于微型原子钟,显著降低了功耗和尺寸。
▸结合光子与MEMS技术,在保持原子钟高精度的同时实现了低功耗和小型化。
ISSCC 2011Session 2Medical & Bio
该论文提出了一种660pW的多级温度补偿定时器,用于超低功耗无线传感器节点的同步。通过硅后测试确定最优配置并存储,处理器唤醒时利用存储的周期和待机周期数计算时间,同时采用同步转换防止噪声注入,并将未选晶体管驱动至低电压以减小泄漏。
▸提出超低功耗(660pW)多级温度补偿定时器,实现无线传感器节点精确时间同步。
▸采用硅后测试确定最优配置并存储,支持处理器唤醒时精确计算时间。
ISSCC 2011Session 2Medical & Bio
该论文提出了一款可编程植入式微刺激器SoC,集成了无线遥测功能,用于闭环心内膜刺激。该芯片实现了单芯片闭环系统,能够有效检测和治疗各种心律失常。
▸实现了单芯片闭环植入式遥测系统,提供闭环反馈功能。
▸集成了可编程微刺激器和无线遥测功能,适用于心内膜刺激应用。
ISSCC 2011Session 2Medical & Bio
本文提出了一种基于低成本CMOS工艺的宽带太赫兹成像器,解决了传统THz系统成本高昂的问题,实现了安全、非电离的成像能力,适用于薄材料成像和3D雷达探测。
▸首次在标准低成本的CMOS技术中实现宽带太赫兹成像器,无需特殊工艺。
▸利用CMOS晶体管的等离子体波效应进行太赫兹检测,实现了宽频带工作。
ISSCC 2011Session 2Medical & Bio90nm CMOS
该论文提出了一种90nm CMOS SoC的超宽带脉冲雷达,用于呼吸速率监测。它利用UWB技术(3.1-10.6GHz)的低EIRP谱密度和低电路复杂度,实现了非接触式生命体征监测。
▸首次在90nm CMOS工艺上集成完整的UWB脉冲雷达SoC,专用于呼吸速率监测。
▸通过脉冲雷达架构替代连续波雷达,降低了电路复杂度和功耗,同时满足FCC的超低发射功率限制。
ISSCC 2011Session 2Medical & Bio
该论文提出了一种用于主动隐形眼镜的3微瓦无线供电CMOS葡萄糖传感器,解决了非侵入式连续血糖监测的需求。通过利用泪液中的葡萄糖浓度与血糖的相关性,实现了低功耗、无线供电的片上传感系统。
▸首次在CMOS工艺中集成无线供电和葡萄糖传感功能于隐形眼镜上,实现微瓦级功耗。
▸采用电化学传感原理,结合低功耗模拟前端电路,实现高灵敏度葡萄糖检测。
ISSCC 2011Session 2Medical & Bio
本文提出了一款用于紧凑睡眠监测应用的超低功耗系统,包括一个75µW可扩展网络控制器和一个25µW ExG传感器IC。该系统解决了现有睡眠监测设备体积大、功耗高的问题,实现了5克重量和低于500µW的总功耗。
▸实现了极低功耗的传感器IC(25µW)和网络控制器(75µW),显著降低系统总功耗至sub-500µW。
▸采用可扩展的网络控制器架构,支持多种ExG信号(EEG/EMG/EOG/ECG)的灵活管理。
ISSCC 2011Session 2Medical & Bio
该论文提出了一种用于无线体域网的0.24nJ/b可伸缩双FSK调制收发器。利用人体作为通信通道的体信道通信(BCC)方案,实现了低路径损耗和高能效。解决了先前体信道收发器未优化的问题。
▸提出可伸缩双FSK调制方案,适应不同数据速率和功耗需求。
▸采用体信道通信(BCC)技术,利用人体作为传输介质,实现低功耗和高能效。
ISSCC 2011Session 17Medical & Bio
针对AMOLED移动显示驱动器中电流驱动方案的需求,提出了一款面积为0.014mm²的9位开关电流DAC。该DAC采用紧凑的开关电流架构,实现了高精度低功耗的电流输出,有效应对TFT器件非均匀性和像素IR压降问题。
▸采用开关电流(Switched-Current)架构,避免了传统电阻或电容阵列的大面积,实现了极小的芯片面积(0.014mm²)。
▸针对AMOLED显示驱动优化,在9位精度下同时满足移动显示的低功耗与紧凑布局要求。
ISSCC 2011Session 17Medical & Bio
该论文提出了一种双向OLED微显示器,将显示与图像传感器功能单片集成在CMOS芯片上,解决了传统微显示器仅作为单向输出设备的问题,适用于近眼应用如取景器和头戴显示器。
▸首次将OLED显示与图像传感器功能集成在同一CMOS芯片上,实现双向光输入/输出。
▸利用OLED的高对比度、大动态范围和低功耗特性,无需背光,适合移动近眼设备。
ISSCC 2011Session 17Medical & Bio
提出了一种160×128像素的单光子图像传感器,每个像素内集成了55ps分辨率、10位时间数字转换器(TDC),能够高精度地解析单个光子的到达时间,解决了荧光寿命成像(FLIM)等应用中对高时间分辨率光子检测的需求。
▸首次在像素级集成55ps分辨率、10位时间数字转换器(TDC),实现了单光子时间信息的精准数字化。
▸构建了160×128像素的SPAD阵列,结合片上TDC实现了高帧率、高分辨率的时间分辨成像。
ISSCC 2011Session 17Medical & Bio
本文提出了一种立方毫米级、能量自给的无线眼内压监测芯片,用于青光眼患者的连续眼内压监测。该芯片通过微型化设计和能量采集技术,实现了植入式长期监测,解决了传统单次测量无法捕捉眼内压波动的问题。
▸实现了立方毫米级(约1mm³)的微型化植入式眼内压监测芯片,显著减小了体积。
▸采用能量自给设计,无需电池,通过无线供电或能量采集实现长期自主工作。
ISSCC 2011Session 17Medical & Bio
该论文提出了一种用于活体荧光检测的低噪声电流读出架构,旨在解决光学分子成像中微弱荧光信号的检测问题,提高了检测灵敏度。
▸提出了一种低噪声电流读出架构,适用于活体荧光分子成像,能够有效地抑制噪声并提高信号检测精度。
▸实现了对生物体内荧光信号的实时、高灵敏度检测,为早期疾病诊断和治疗监测提供了新方法。
ISSCC 2011Session 17Medical & Bio0.35µm HVCMOS
该论文提出了一种用于神经刺激的前端电路,能够生成任意形状的脉冲,并具有高电压顺应性(>10V)和自适应电源功能。该设计在0.35µm HVCMOS工艺下仅占用0.05mm²面积,解决了现有植入式刺激器灵活性不足、输出电压范围受限的问题。
▸实现了任意脉冲形状生成,可编程控制刺激波形,提高刺激灵活性。
▸采用自适应电源技术,根据负载需求动态调整供电电压,降低功耗。
ISSCC 2011Session 17Medical & Bio
该论文提出一种交流供电的光学接收器,用于经皮数据传输,功耗仅270µW,数据速率达2Mb/s。解决了植入式器件通信中RF功率链路串扰的问题,实现了低功耗高速数据传输。
▸采用交流供电方式驱动光学接收器,避免了传统RF功率链路的串扰问题。
▸实现了极低功耗(270µW)的2Mb/s数据传输,适用于植入式医疗设备。
ISSCC 2011Session 17Medical & Bio65nm CMOS
该论文提出了一种在65nm CMOS工艺下、0.5V供电的直流耦合神经信号采集芯片,面积仅0.013mm²,功耗5µW。通过消除交流耦合电容并采用低电压模拟设计,解决了传统神经接口面积大、功耗高、可编程性有限的问题。
▸首次在0.5V超低电源电压下实现高性能神经信号采集,显著降低功耗。
▸采用直流耦合架构,省去片外交流耦合电容,实现极小的芯片面积(0.013mm²)。
ISSCC 2011Session 17Medical & Bio
提出了一种10位电阻-电阻串(R-R串)DAC,通过电流补偿技术减小了LCD驱动IC中高分辨率电阻串DAC的芯片面积和布线复杂度。该设计在保持低功耗和高均匀性的同时实现了紧凑的布局。
▸采用电阻-电阻串结构替代传统单一电阻串,大幅减少所需电阻数量和芯片面积。
▸引入电流补偿技术,校正由电阻串分段引起的非线性误差,维持高线性度。
ISSCC 2011Session 17Medical & Bio
本文提出了一种160µW的8通道有源电极系统,用于EEG监测,解决了使用干电极时因高接触阻抗导致的干扰问题。该系统通过在有源电极处集成放大器来降低阻抗影响,实现了低功耗和多通道监测。
▸设计了一种低功耗有源电极架构,将放大器集成在电极处,有效降低干电极的高接触阻抗带来的干扰。
▸实现了8通道同时监测,总功耗仅160µW,适合便携式EEG应用。
ISSCC 2010Session 6Medical & Bio
该论文提出了一种基于CMOS工艺的电化学阻抗谱生物传感器阵列,用于无标记生物分子检测。它通过集成传感器阵列和读出电路,解决了传统生物传感器信噪比低和检测动态范围受限的问题。
▸提出了一种CMOS集成电化学阻抗谱传感器阵列,实现了多通道并行检测。
▸通过优化电路设计提高了信噪比和检测动态范围,适用于无标记生物分子检测。
ISSCC 2010Session 6Medical & Bio
提出一种时序控制的AC-DC转换器,用于生物医学植入物的无线供电,通过时序控制优化整流过程,解决传统线性稳压器效率低的问题,实现高效电压转换。
▸采用时序控制技术动态调整整流开关的导通与截止时间,提高转换效率
▸无需额外的线性稳压器即可同时提供高电压模拟供电和低电压数字供电,简化系统设计
ISSCC 2010Session 6Medical & Bio
本文提出了一款1V、22µW的32通道可植入EEG记录IC,集成了放大、滤波和10位ADC,用于颅内脑电图监测。解决了多通道、低功耗植入式传感器接口的挑战,适用于癫痫手术前的颅内EEG记录及其他植入式应用。
▸实现1V低电压下22µW超低功耗的32通道可重构传感器接口
▸集成10位ADC和可编程滤波,在不牺牲性能的前提下大幅降低系统功耗
ISSCC 2010Session 6Medical & Bio
该论文提出了一款30µW的模拟信号处理器ASIC,用于生物医学信号监测,旨在解决传统系统中数字信号处理和无线传输功耗过高的问题,同时有效抑制运动伪影。通过模拟域处理,实现了低功耗的ECG信号提取。
▸提出了一种低功耗模拟信号处理器架构,将信号处理从数字域转移到模拟域,显著降低系统功耗。
▸集成了运动伪影抑制功能,无需额外数字处理即可区分生物信号与干扰。
ISSCC 2010Session 6Medical & Bio0.13µm CMOS
该论文提出了一种用于小动物体内实验的20µW神经记录标签,采用0.13µm CMOS工艺。通过供电电流调制模拟前端(AFE)实现低功耗放大、模数转换和短距离无线传输,解决了极小植入体无需电池的永久供电问题。
▸提出供电电流调制AFE架构,通过调制供电电流实现低功耗信号调理。
▸集成放大、ADC和无线传输于单芯片,总功耗仅20µW,适合极小植入体。
ISSCC 2010Session 6Medical & Bio
本文提出了一种电感供电的32通道无线神经记录系统级芯片,用于神经科学研究。该系统通过无线供电和数据传输,解决了传统有线神经记录设备在长期植入和动物实验中的局限性,实现了可扩展的多通道神经信号采集。
▸采用电感耦合无线供电技术,无需电池或导线,适合长期植入。
▸32通道可扩展架构,支持多通道神经信号同步记录。
ISSCC 2010Session 6Medical & Bio
该论文提出了一种采用电反馈补偿OLED退化的稳定RGBW AMOLED显示方案,解决了TFT阈值电压漂移和OLED老化导致的显示不均匀问题。通过集成监测线和控制器,实现了对像素老化的实时检测与补偿。
▸提出基于电反馈的OLED退化补偿方法,通过监测线连接CCMP模块实时检测TFT和OLED老化。
▸采用RGBW像素结构,在补偿退化的同时提升显示亮度和寿命。
ISSCC 2010Session 6Medical & Bio
该论文提出了一种用于中型LCD的双环控制LED背光驱动芯片,通过改进的相位控制方法解决了传统升压转换器瞬态响应限制LED正向电流的问题,实现了更低的功耗和更好的调光性能。
▸提出双环控制架构,结合电压环和电流环,改善了LED驱动器的瞬态响应。
▸采用相位控制方法优化多通道LED配置,降低功耗并提升调光能力。
ISSCC 2010Session 6Medical & Bio
论文提出了一种集成电容式触摸屏控制器的移动显示驱动IC,解决了传统分离方案中面积大、成本高的问题。通过单芯片集成实现紧凑的系统级解决方案。
▸将电容式触摸屏控制器与显示驱动器集成在同一颗IC中,减少了外部元件和PCB面积。
▸针对移动应用优化了触摸检测的噪声抑制与功耗。
ISSCC 2010Session 12Medical & Bio
该论文设计了一种紧凑的电压和电流刺激缓冲器,用于高密度微电极阵列,旨在实现对培养神经元网络中单个神经元的双向访问和闭环实验。该缓冲器同时支持电压和电流刺激模式,解决了高密度阵列中刺激电路面积和功耗的挑战。
▸同时集成电压和电流刺激模式于一个紧凑缓冲器中,适用于高密度微电极阵列。
▸采用低功耗、小面积设计,满足多通道刺激需求,支持闭环神经实验。
ISSCC 2010Session 12Medical & Bio
该论文提出了一种植入式双波长光遗传刺激器,用于治疗性神经调控研究。它解决了传统电刺激在选择性调制特定神经群体和避免副作用方面的局限性,每个通道功耗仅5mW。
▸首次实现植入式双波长光遗传刺激,支持不同波长的光刺激以激活或抑制特定神经元。
▸低功耗设计(5mW/通道)适用于长期植入,减少热效应和组织损伤。
ISSCC 2010Session 12Medical & Bio
该论文针对全无线微型植入式医疗设备的挑战,研究了混合信号集成电路用于自容式亚立方毫米生物医学植入体。通过活体兔子实验量化了组织对无线眼部植入体的电磁功率损失(4-5dB),并分析了2.4GHz工作频率的选择依据。
▸通过活体动物实验(兔眼)量化了组织对无线植入体的电磁功率损耗(4-5dB),为植入体设计提供实测依据。
▸分析了电小天线效率及FCC分配频段,确定了2.4GHz作为最佳工作频率,克服了微型植入体的能量传输难题。
ISSCC 2010Session 12Medical & Bio
本文提出一种基于脉冲射频刺激背根神经节的无电池植入式装置,用于按需疼痛控制。该装置通过外部射频供电,避免了传统电池植入物的寿命和更换问题,实现了按需镇痛。
▸采用无电池设计,通过外部射频能量传输供电,消除了植入式设备对电池的依赖。
▸利用脉冲射频刺激背根神经节,实现按需疼痛控制,提高治疗灵活性和患者舒适度。
ISSCC 2009Session 25Medical & Bio
本文提出一种基于频率偏移机制的CMOS磁生物传感器阵列,实现了单磁珠级别的高灵敏度检测,且无需外部磁铁,解决了传统磁生物传感器依赖外部磁场而难以集成的问题,为便携式即时诊断系统提供了新方案。
▸采用频率偏移检测机制替代传统磁场检测,提高了传感器的灵敏度与抗干扰能力。
▸实现单磁珠级别的检测灵敏度,在片上集成传感阵列,无需外部磁铁,显著提升了系统的便携性和集成度。
ISSCC 2009Session 25Medical & Bio
该论文提出了一种基于CMOS技术的荧光生物传感器微阵列芯片,实现了多种生物分析物的并行检测。通过集成CMOS光电检测电路,解决了传统生物传感器信噪比和动态范围有限的问题,提升了检测通量。
▸首次将CMOS工艺与荧光检测技术结合,实现高密度生物传感器阵列的片上集成。
▸通过并行检测架构,大幅提高了多分析物同时检测的效率和通量。
ISSCC 2009Session 25Medical & Bio
该论文提出了一款用于闭环神经假体系统的生物医学多处理器SoC,集成了多通道神经信号记录、实时信号处理和无线通信功能,解决了传统神经假体系统体积大、功耗高的问题。
▸提出了一种多处理器架构,能够同时处理多个神经信号通道,实现实时闭环控制。
▸集成了低功耗无线通信模块,支持在自由移动的动物上进行长期实验。