記者25日從西安交通大學(xué)獲悉：該校微電子學(xué)院張鴻教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)的芯片組技術(shù)應(yīng)用于癲癇類疾病診療植入式神經(jīng)調(diào)節(jié)器，當(dāng)患者發(fā)病時(shí)能夠自行進(jìn)行刺激并在發(fā)作結(jié)束時(shí)及時(shí)停止刺激，實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)神經(jīng)調(diào)節(jié)，其1.16微瓦的分類機(jī)功耗與97.8%的靈敏度均達(dá)到了國際領(lǐng)先水平。
資料顯示：癲癇是僅次于頭痛的神經(jīng)科第二大常見病。截至2019年，中國約有900萬左右的癲癇患者，通常有1/3無法通過藥物根治疾病。植入式神經(jīng)調(diào)節(jié)器應(yīng)用于難治性癲癇的治療是趨勢。但人腦電信號(hào)低至微伏級(jí)別，且面臨各種干擾，提取十分困難。當(dāng)前的分類機(jī)對(duì)癲癇的診斷不夠準(zhǔn)確、功耗高、無法在神經(jīng)刺激的同時(shí)進(jìn)行診斷，以往的方案難以有效實(shí)現(xiàn)癲癇的準(zhǔn)確識(shí)別和精準(zhǔn)刺激治療。
西安交大張鴻課題組通過對(duì)大量文獻(xiàn)和產(chǎn)業(yè)界芯片的調(diào)研，針對(duì)植入式癲癇治療芯片面臨的設(shè)計(jì)難題，現(xiàn)有癲癇分類器運(yùn)算功耗過大的等問題，提出了寬范圍的共模抑制反饋電路、快速刺激干擾抑制電路等新的設(shè)計(jì)方案，創(chuàng)新性地提出了兩級(jí)分類的概念，采用粗分類對(duì)腦電信號(hào)進(jìn)行超高靈敏度的預(yù)分類，大大降低了細(xì)分類的工作時(shí)間，在實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)識(shí)別的同時(shí)大大降低了芯片的功耗。
在西安航天民芯、杭州諾為醫(yī)療兩家公司的合作下，該課題組經(jīng)過長達(dá)兩年的芯片設(shè)計(jì)、流片、封裝、測試等環(huán)節(jié)，研發(fā)的芯片組最終在植入式深腦刺激癲癇治療器上得到了驗(yàn)證，當(dāng)癲癇患者發(fā)病時(shí)能夠自行進(jìn)行刺激并在發(fā)作結(jié)束時(shí)及時(shí)停止刺激，實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)神經(jīng)調(diào)節(jié)，與當(dāng)前國際先進(jìn)的研究成果相比，其能夠抑制種類更多、范圍更寬的干擾，實(shí)現(xiàn)更優(yōu)的輸入阻抗、噪聲因子、共模抑制比、諧波失真等性能，其1.16微瓦的分類機(jī)功耗與97.8%的靈敏度均達(dá)到了國際領(lǐng)先水平。該技術(shù)成果已在小鼠、豬上進(jìn)行了體內(nèi)測試驗(yàn)證，其研究成果近日在ISSCC 2020上成功發(fā)表。(記者 史俊斌 通訊員 劉昱含)
關(guān)鍵詞： 癲癇
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