Miniaturisierte Neuromodulator-Plattform für die biomedizinische Forschung

 

Diese Plattform bringt das Potenzial des 32NOC2022 in Ihr Labor! Bluetooth-basierte kabellose Aufzeichnung für bis zu 6 Stunden pro Batterie, präzise Zeitstempel für den Abgleich von Messdaten mit externen Stimuli sowie ein OpenEphys-Plug-in für intuitive Bedienung machen diese Plattform zu einem leistungsstarken Forschungswerkzeug.

Die Plattform unterstützt HV-konforme Stimulation mit CCS- und CVS-Modus und einem Strombereich von 5µA bis 10mA.

Die Aufzeichnung wird für bis zu 8 Kanäle im LFP-Modus (je 1KSps) oder für einen Kanal im AP-Modus (8KSps) unterstützt, wobei eine große Anzahl von Verstärkungs- und Bandbreitenoptionen eine Optimierung für Ihre Anwendung ermöglicht.

Die Plattform hat einen Durchmesser von 20 mm und wiegt inklusive Batterie weniger als 10 g.

Projektleiter

Prof. Dr.-Ing. M. Ortmanns

Projektmitglieder

M.Sc. S. Reich
M.Sc. M. Sporer

Merkmale:

  • Drahtlose neuronale Datenerfassung
  • Zeitstempel
  • Bis zu 6 Stunden pro Batterie
  • 20mm Durchmesser
  • 32NOC2022 Leistung:
    • Geräuscharme Aufzeichnung
    • HV-konforme Stimulation
    • Schätzung der Elektrodenimpedanz

32-Channel, Bidirectional Neuromodulator on Chip (32NOC2022)

Merkmale:

  • Vollständig integrierte bidirektionale 32-Kanal-Schnittstelle zum Gehirn
  • Neuronale Aufzeichnung mit geringem eingangsbezogenem Rauschen: 3,8µVrms (LFP) / 3,3µVrms (AP)
    • LFP-, AP- und Full-Band-Aufzeichnung 
    • programmierbare Eckfrequenzen 
    • programmierbare Verstärkung: 40-70dB 
  • Neurale Stimulation mit 5µA bis 10mA Ausgangsstrom und bis zu 18V Compliance 
    • unabhängiger Stimulator auf jedem Kanal
    • rekonfigurierbare CCS/CVS-Modi 
    • beliebige Stimulationswellenformen
  • Digital-Ausgang: On-Board-Analog-Digital-Wandler (14-Bit-ENOB I-ΔΣ ADCs) 
  • Digital-Eingang: Steuerung über SPI mit zusätzlicher CRC für verbesserte Sicherheit
  • Verfügbar im 7x7mm² QFN60-Gehäuse
  • Nur 6mW Leistungsaufnahme (rec-mode)
  • Besondere Merkmale: 
    • redundante Elektrodenüberwachung für sicheren, blockierkondensatorlosen Betrieb
    • passive Entladung, programmierbare Datenrate, Scan-Chain-Test, Elektrodenimpedanzschätzung,
      Elektrodenspannungsüberwachung, Interrupt-Flags, programmierbare Referenzelektrodenauswahl, ...

Der 32NOC2022 ist die neueste Version eines 32-kanaligen, bidirektionalen digital-in/digital-out vollintegrierten Neuromodulator-Chips. Eine große Anzahl programmierbarer Verstärkungs- und Bandbreiteneinstellungen sowie ein dynamischer Bereich von Stimulationsströmen von 66 dB ermöglichen die Optimierung für verschiedene Anwendungen, die von der intrafasciulären peripheren Nervenstimulation bis zur Rückenmarkstimulation reichen.

Das Aufzeichnungs-Frontend ist AC-gekoppelt und verfügt daher über eine große Eingangsimpedanz und Elektroden-Offset-Toleranz. Eine interne Schaltmatrix ermöglicht die Verwendung entweder einer dedizierten Referenzelektrode oder einer beliebigen Aufzeichnungselektrode als gemeinsame Referenz. 

Der 32NOC2022 verfügt über Elektrodenspannungsmonitore, die Erstfehlersicherheit und Regelkonformität ohne Abblockkondensatoren bieten, wodurch die Anzahl der externen Komponenten und der Flächenverbrauch sowie Bildartefakte im MRT aufgrund der magnetischen Bestandteile in Keramikkondensatoren reduziert werden.