電壓激勵神經(jīng)信號再生集成電路設(shè)計研究.pdf

1、中樞神經(jīng)系統(tǒng)的損傷特別是脊柱、脊椎的損傷尤為普遍，且給患者帶來巨大痛苦。隨著微電子學(xué)和神經(jīng)生物學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域的飛速發(fā)展，可植入式芯片技術(shù)開始應(yīng)用于神經(jīng)疾病的研究與治療。本文中的電壓激勵神經(jīng)信號再生系統(tǒng)探索了利用微電子學(xué)的方法為受損神經(jīng)建立輔助的信號通路，從而探索治療神經(jīng)損傷新方法。 在本課題組成員利用分立器件設(shè)計的4通道電壓激勵神經(jīng)信號再生電子系統(tǒng)成功應(yīng)用于動物實驗再生了神經(jīng)信號的基礎(chǔ)上，采用相同原理，利用CSMC0．5μm CM

2、OS工藝設(shè)計了多通道的神經(jīng)信號再生電路。 電壓激勵神經(jīng)信號再生電路由神經(jīng)信號檢測電路，功能電激勵電路和緩沖電路組成。檢測電路通過與神經(jīng)電極相接的阻容耦合網(wǎng)絡(luò)，用低噪聲、高共模抑制比的儀器放大器從神經(jīng)的上端探測神經(jīng)信號。激勵電路中，采用反相運算放大器來進(jìn)一步放大神經(jīng)信號，放大的神經(jīng)信號通過輸出緩沖電路來激勵受損神經(jīng)的下端神經(jīng)，實現(xiàn)了神經(jīng)信號的傳遞，從而實現(xiàn)神經(jīng)信號再生的功能。 單通道的芯片面積為0．80mm×0．72mm。

3、電路工作于±2．5V電壓之下，增益利用片外電阻調(diào)節(jié)，仿真顯示電路增益58dB～110dB可調(diào)，增益帶寬積達(dá)到7．68MHz，3dB帶寬大于4kHz，功耗3．89mW，輸出電阻達(dá)到6．2Ω。利用單通道芯片采用多芯片封裝技術(shù)研制了4通道電壓激勵神經(jīng)信號再生微模塊，并進(jìn)行了測試，電路各項指標(biāo)符合設(shè)計要求。 為了應(yīng)用于更多通道的神經(jīng)信號再生，采用相同的電路結(jié)構(gòu)，設(shè)計制作了6通道電壓激勵神經(jīng)信號再生電路芯片，6通道芯片面積為1．9mm×1