A Wireless Multi-Channel Peripheral Nerve Signal Acquisition System-on-Chip

K. A., Ng; Yuan, C.; Rusly, A.; A. -T., Do; Zhao, B.; Liu, S. -C.; Peh, W. Y. X.; Thow, X. Y.; Voges, K.; Lee, S.; Gammad, G. G. L.; Leong, K. -W.; J. S., Ho; Bossi, S.; Taverni, G.; Cutrone, A.; Yen, S. -C.; Y. P., Xu

doi:10.1109/JSSC.2019.2909158

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The adoption of chronic implantable peripheral nerve-based prosthetic devices is currently hampered by the lack of a highly integrated neural signal acquisition systemon-chip (SoC). We report a ten-channel peripheral nervous system (PNS) electroneurogram (ENG) signal acquisition SoC within an implantable package. Requiring only four off-chip capacitors, this SoC can be co-encapsulated with flexible nerve electrodes and a resonant coil antenna to form a 3.4 cm3 and 3.9 g implantable device for chronic ENG acquisition. This SoC is inductively powered and controlled through a resonant coil at 22 MHz and transmits the digitized neural signal through a nearinfrared LED (NIR-LED). Fabricated in 0.18-μm CMOS, each amplifier channel exhibits an input referred noise of 1.9 μVrms and a noise efficiency factor (NEF) of 4.0 within the signal bandwidth of 5.5 kHz. Each amplifier channel within the SoC is digitized with 10-bit resolution at 17.5 ksps, and the total power consumption (SoC and NIR-LED) is 4.4 mW when the NIR-LED is driven at 3 Mb/s. An electrode impedance measurement circuit with <10% magnitude and <8° angle error for measuring impedances up to 1 MΩ is also incorporated in this SoC. This wireless, low noise ENG acquisition SoC package has been validated in vivo while implanted on a rodent to acquire ENG from its sciatic nerve.

Titolo:	A Wireless Multi-Channel Peripheral Nerve Signal Acquisition System-on-Chip
Autori:	Ng K. A. Yuan C. Rusly A. Do A. -T. Zhao B. Liu S. -C. Peh W. Y. X. Thow X. Y. Voges K. Lee S. Gammad G. G. L. Leong K. -W. Ho J. S. BOSSI, SILVIA Taverni G. Cutrone A. Yen S. -C. Xu Y. P. mostra contributor esterni nascondi contributor esterni
Data di pubblicazione:	2019
Rivista:	IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS
Handle:	http://hdl.handle.net/20.500.12079/52237
Appare nelle tipologie:	1.1 Articolo in rivista

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http://hdl.handle.net/20.500.12079/52237

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