| IP개요 |
이식형 전기 자극 장치는 파킨슨, 중증우울증 등의 약물 저항성 병증의 치료, 사지 마비/절단 환자들을 위한 artificial prosthetics, 뇌 신경망 구조 파악, 정신/기억 네트워크 연구 등 수많은 의학적, 과학적 분야에서 사용되고 있다. 그러나, 기존 자극 장치는 폐회로 자극 대신 개회로 자극 방식을 적용하여 자극에 대한 자극 대상의 반응을 실시간으로 모니터링하고 조절는데 제약이 있고 그에 따라 전기자극으로 인한 부작용, 비효율적인 전력소모, 연결성 판단에 불확실성 등의 문제를 보고하고 있다. 이를 해결하기 위해서는 자극 환경에서 공백시간 없는 실시간 신호측정 및 신호처리를 통한 폐회로 자극 제어 기술이 필요하다. 하지만 자극 잡음은 회로 내 증폭기(amplifier)의 포화(saturation)를 유발하여 신호 처리를 어렵게 하고 연구 과정에서 자극 시점부터 일정시간까지의 뇌파변화를 관찰할 수 없게 한다. 또한 초소형 설계를 통해 이식시 안전성을 높여 설계해야 한다. 하지만 이로 인해 발생하는 전송가능한 전력량 및 데이터 송수신량에 제한이 생긴다. 위의 한계를 극복하기위해 본 연구에서는 높은 동적 입력범위를 가지는 저전력 저잡음 ADC-direct 뉴럴레코더를 활용하여 증폭기의 포화문제를 회피한다. 실시간 디지털 자극 잡음 제거 및 feature 추출기를 활용하여 외부 통신에 독립적인 온칩 실시간 폐루프 자극 제어 장치를 구성한다. 이 모든 모듈을 최신 공정기술을 활용하여 초소형, 초저전력으로 설계하여 제한된 전력문제를 회피하고 이를 통해 이식 대상의 상태를 실시간 모니터링할 수 있도록 하여 최적의 뉴로피드백 및 자극 효과를 연구하는데 있어 마중물적인 시스템을 구현하고자 한다. |
