[实用新型]一种植入式神经微刺激和采集遥控芯片

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种遥控芯片技术，具体来说是涉及一种植入式神经微刺激和采集遥控芯片。

背景技术

脑机交互技术(BCI)，研究的是如何通过非自然的方法沟通脑内信息和外界环境。它为大脑和环境提供了双向传输通道，外界信息能从仿生传感器输入到神经系统，神经信号也可以用于控制外部电子机械装置。该项技术可以修复、改善甚至扩展神经系统原有功能，提供了一种崭新的信息交互模式。

近年来，随着医学技术和材料科学的进步，植入式电极在脑机交互技术中的研究得到了突破性的进展。1999年，Duke大学Nicolelis领导的研究小组在短尾猴的大脑植入极细微的电极，使它们可以利用脑波控制机械手臂。加州理工大学的Andersen教授领导的研究小组则于2004年在Science上发表文章，介绍了实验动物在他们的训练下，可以用意识来移动屏幕中的光标，甚至在实验动物计划如何运动的时候，就解读和预测出它的想法。

2000年以后，植入式电极在脑机交互中的应用得到了突破性的进展。Duke大学Nicolelis领导的研究小组在短尾猴的大脑植入极细微的电极，使它们可以利用脑波控制机械手臂。这项重大突破有朝一日可望使脊椎损伤患者利用脑波使用机械或各种工具，甚至让部分瘫痪者可再度移动肢体。加州理工大学的RichardAndersen教授领导的研究小组则于2004年在Science上发表文章，介绍了实验动物在他们的训练下，可以用意识来移动屏幕中的光标，甚至是实验动物在计划如何运动的时候，就可解读和预测出它的想法。

在此领域，目前国内山东科大、西安交大和浙江大学等高等院校近年来都开展了“动物行走运动控制”方面课题的研究，这些研究都取得了较好的成果。

总体来说，从公开发表杂志上的文献来看，目前国内外在此研究领域的遥控技术都是在经皮外置式装置的条件下进行的。至少目前国内还没有出现基于植入式芯片遥控技术的“生物机器人”的成功报道，对于这种技术在特殊环境下的推广应用研究的报道也鲜有所闻。从使用角度来看，经皮植入式的无线遥测系统存在以下几个缺点：1)装置在动物身上的背包给动物的行动带来一定的影响；2)在感染、生物相容性等技术处理上带来一系列的问题；3)在执行秘密任务时不具备隐蔽性。从技术的应用推广来看，需要拓宽原有简单的行为训练和控制，将生物体外的控制和动物生理系统的本能结合，使这种技术在实际的应用中发挥真正的作用。

发明内容

本实用新型目的在于提供一种植入式神经微刺激和采集遥控芯片。

本实用新型采用的技术方案是：

包括脑神经电刺激和采集模块、神经微刺激和采集电极阵列、上行无线射频通讯模块、下行无线射频通讯及能量耦合电源模块；脑神经电刺激和采集模块与神经微刺激和采集电极阵列以引线键合方式直接连接；下行无线射频通讯及能量耦合电源模块与脑神经电刺激和采集模块的数据通道以SPI方式连接，能量通道以导线直接连接；上行无线射频通讯模块与脑神经电刺激和采集模块以SPI方式连接。

所述的下行无线射频通讯及能量耦合电源模块包括以集成电路方式设计的下行天线、指令解调电路、时钟解调电路、能量耦合整流电路及微型可充电锂离子电池。所述的指令解调电路、时钟解调电路以及能量耦合整流电路以并联方式与下行天线直接连接；能量耦合整流电路与微型可充电锂离子电池直接连接。所述的下行无线射频通讯及能量耦合电源模块通过指令解调电路与所述的脑神经电刺激和采集模块以SPI方式连接；所述的下行无线射频通讯及能量耦合电源模块通过时钟解调电路与所述的脑神经电刺激和采集模块直接连接；所述的下行无线射频通讯及能量耦合电源模块通过能量耦合整流电路与所述的脑神经电刺激和采集模块直接连接；所述的下行无线射频通讯及能量耦合电源模块通过微型可充电锂离子电池与所述的脑神经电刺激和采集模块直接连接；所述的下行无线射频通讯及能量耦合电源模块通过能量耦合整流电路与所述的上行无线射频通讯模块直接连接；所述的下行无线射频通讯及能量耦合电源模块通过微型可充电锂离子电池与所述的上行无线射频通讯模块直接连接；

所述的上行无线射频通讯模块包括以集成电路方式设计的上行天线和信号调制电路，并且所述的上行天线与所述的以集成电路方式设计的下行天线系不同天线；所述的信号调制电路与上行天线以并联方式直接连接；所述的上行无线射频通讯模块通过信号调制电路与所述的脑神经电刺激和采集模块以SPI方式连接。