国内研究人员设计了高效的神经调节芯片，推动脑机接口研发进程

IT 世家 10 月 26 据日报报道，来自天津大学、北京工业大学、天津中医药大学和南方科技大学的研究人员共同设计了一种八通道高压神经刺激集成电路，采用双相指数波型输出和电荷平衡，大大提高了神经刺激的效率和安全性。

IT 世家调查发现，有关研究成果已经在世家调查中 10 月 17 日作为《Neuroelectronics》第一篇创刊号的文章（DOI:10.55092/neuroelectronics20240001发布，为神经调节和植入设备的进一步发展带来了新的机遇。

其中，北京工业大学电子科学与技术系副教授南方科技大学深港微电子学院余浩教授、天津大学自动化学院金彪教授为共同通信作者。

在神经调节的应用中，刺激设备的效率和安全性一直是首要考虑因素。中国研究人员设计的高压神经刺激芯片突破了传统技术的瓶颈，可以实现 30V 高电压导出，特别适用于高阻抗电极 - 组织接口，可以为神经刺激提供充足的电荷运输。

为了保证长期使用的安全性，芯片采用了创新的主动电荷平衡机制，通过精确控制每个刺激周期的电荷传递，大大降低了残留电荷积累的风险，实现了每个周期的只有一个 0.77% 残留电荷。这就是说，在进行长期神经刺激时，可以有效地减少对组织的损害，保证病人的安全。

提高功率效率是本次设计的一大亮点。用指数波型导出代替传统的恒流刺激方法，提高功率效率 98%，不但降低了电能消耗，而且有效地控制了设备在工作中的热量散发，为未来植入式设备的发展奠定了坚实的基础。

另外，这个芯片经过了体外和体内实验的双重验证。在体外测试中，不同的电极 - 在广泛的实验中，组织界面模型成功地实现了低残留电荷的神经刺激。

在体内实验中，通过刺激大鼠的迷走神经和坐骨神经，可以观察到显著的张力反射效果，证明其在实际应用中的潜力。

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