▸创新点1:低功耗设计(5W/通道)——采用先进的电路优化技术和动态电源管理策略,将每通道功耗控制在5W以内,显著降低了植入式设备的能耗需求,延长了电池寿命,适用于长期慢性植入应用。
▸创新点2:宽频带信号处理(DC至1kHz)——通过创新的多级滤波和增益调节电路设计,实现了从直流到1kHz的宽频带信号捕获与分析,能够同时处理低频生物电信号和高频神经振荡(如快速波纹),为多种神经疾病研究提供了灵活的工具。
▸创新点3:自适应神经刺激治疗——提出闭环神经调控系统架构,通过实时分析场电位生物标志物动态调整刺激参数(如强度、频率),首次在单芯片上集成信号处理与刺激控制功能,验证了癫痫预测和帕金森病治疗的可行性。
▸创新点4:高精度噪声抑制技术——结合斩波稳定化和自适应数字滤波算法,将输入参考噪声压低至1μV级别(114/109/115dB动态范围),解决了微型化植入设备中微弱神经信号采集的信噪比挑战。
Abstract
ve Carlson, Randy Jensen, Scott Stanslaski, Alan Helfenstine, and
Tim Denison, Member, IEEE
Abstract—This paper describes an amplification and spec-
tral processing IC for extracting key bioelectrical signals, or
“biomarkers”, which are expressed in the brain’s field potentials.
The intent is to explore using these biomarkers to drive pros-
thetic actuators or titrate therapy devices such as a deep-brain
neurostimulator. The prototype IC uses 5
W/channel to resolve
signals on the order of 1
V/114