Afikun nkankikan Wo U
Iwe imọ-ẹrọ ni kikun lori prosthesis cortical wiwo, pẹlu awọn pato ohun elo, awọn ilana imudara, faaji eto, ati awọn akọsilẹ imuse.
1. System faaji
1.1 Akopọ
Eto isunmọ iṣan ti See U jẹ awọn paati akọkọ mẹta ti o ṣiṣẹ papọ lati mu, ilana, ati firanṣẹ alaye wiwo taara si kotesi wiwo akọkọ ti olumulo.
Ẹya ara ita
- • Kamẹra CMOS (16MP)
- • Ẹka isise
- • Batiri ita (2500mAh)
- • Atagba RF
Ẹya abẹlẹ
- • RF olugba
- • isise ifihan agbara
- • Batiri ti a le gbin
- • Electrode oludari
Intracortical paati
- • 1024-itanna orun
- • Sobusitireti rọ
- • Nkankan ni wiwo
- • Awọn sensọ impedance
1.2 Data sisan
Yaworan aworan
Kamẹra CMOS ya awọn fireemu FPS 60 ni 1920x1080. Sensọ ifamọ giga (to ISO 6400) ṣe atilẹyin iṣẹ ina kekere.
Ṣiṣeto tẹlẹ
Awọn algoridimu-iran Kọmputa lo wiwa eti, itansan adaṣe, ati idinku ariwo. Aworan naa ti wa ni isalẹ si maapu 32x32 lakoko ti o tọju alaye to ṣe pataki.
aworan aworan Retinotopic
Awọn ipoidojuko aworan aaye ti wa ni ya aworan si awọn ipo ti o baamu ni kotesi wiwo, ni atẹle agbari retinotopic V1 adayeba.
Ifaminsi iwuri
Awọn awoṣe pulse itanna jẹ ipilẹṣẹ pẹlu awọn aye iṣapeye (iwọnwọn, igbohunsafẹfẹ, iye akoko) fun elekiturodu kọọkan ti o da lori kikankikan ẹbun ti o baamu.
RF gbigbe
Awọn data ti a fi koodu ranṣẹ ti wa ni fifiranṣẹ lori 13.56 MHz RF nipasẹ awọ ara si olugba abẹ-ara, pẹlu idaduro ipari-si-opin labẹ 50 ms.
Imudara nkankikan
Adarí elekiturodu kan awọn iṣọn biphasic si awọn microelectrodes, wiwakọ awọn neuronu kan pato ati awọn phosphenes ti n yọ jade ti olumulo lo.
2. Hardware pato
2.1 Ita kuro
Kamẹra
isise
Agbara
2.2 Implantable kuro
RF olugba
isise ifihan agbara
Batiri ti a le gbin
Awọn iwọn ti ara
3. Microelectrode orun
3.1 Electrode ni pato
Jiometirika sile
Awọn ohun elo ati awọn ohun elo
3.2 Itanna abuda
Imudara
Aabo
Abojuto
3.3 Utangamano wa kibayolojia
Idahun ti ara
PEDOT: Aṣọ PSS dinku iredodo ati aleebu glial. Awọn ijinlẹ fihan ikọlu iduroṣinṣin fun ọdun meji 2 ni vivo.
Irọrun darí
Polyimide rọ (Modules Ọdọ ~ 2.5 GPa) dinku aapọn lori awọ ara cortical (~ 1 kPa), dinku micro-ibalokan lati išipopada ọpọlọ.
Sẹmi-ara
Ethylene oxide (EtO) ṣe itọju awọn ohun elo ati awọn ohun-ini itanna, ti a fọwọsi si ISO 11135.
4. Ṣiṣe ifihan agbara
4.1 ilana opo gigun ti epo
Igbesẹ 1: Yaworan ati ṣiṣe iṣaaju
- • Yaworan: Awọn fireemu RGB 1920x1080 @ 60 FPS
- • Iyipada: RGB → grẹyscale (iwuwo itanna)
- • Idogba: Histogram Adaptive (CLAH) fun itansan
- • Kọni silẹ: Ipinsimeji àlẹmọ toju egbegbe
- • Lairi: <5 ms
Igbesẹ 2: Yiyọ ẹya ara ẹrọ
- • Iwari eti: Olona-asekale Sobel àlẹmọ
- • Utulivu: Iyatọ-orisun akiyesi map
- • Pipin: Olusin-ilẹ pẹlu ala ti nmu badọgba
- • Ni ayo: Awọn nkan gbigbe ni iwuwo ti o ga julọ
- • Lairi: <8ms
Igbesẹ 3: Smart downsampling
- • Ipinnu afojusun: Awọn piksẹli 32x32 (awọn aaye 1024)
- • Ọna: Adaptive pooling fifi lominu ni alaye
- • Iwọn iwuwo: Awọn agbegbe aarin gba ipinnu ti o munadoko diẹ sii
- • Ubungakanani: Awọn ipele kikankikan 8 fun piksẹli
- • Lairi: <3ms
Igbesẹ 4: aworan aworan Retinotopic
- • Yipada: Cartesian → awọn ipoidojuko log-pola
- • Ilọsoke Cortical: iwuwo aarin ti o ga julọ (fovea)
- • Isọdiwọn: Tun-olumulo yiyi
- • Ẹsan: Iparun ìsépo Cortical
- • Lairi: <2ms
Igbesẹ 5: fifi koodu iwuri
- • Ìyàwòrán: Ẹbun kikankikan → awọn paramita pulse
- • Awoṣe: Pulse titobi ati/tabi igbohunsafẹfẹ
- • Àkókò: Amuṣiṣẹpọ ti gbogbo awọn ikanni 1024
- • Iṣatunṣe: Alugoridimu ẹkọ adaṣe
- • Lairi: <2ms
⚡ Ipari-si-opin opo gigun ti epo: <20ms (lati imudani si iyanju)
4.2 o dara ju aligoridimu
Ẹkọ adaṣe
Eto naa nlo ẹkọ ẹrọ lati tune iyanju lati awọn esi olumulo ati awọn metiriki iṣẹ.
- • Laifọwọyi fun-electrode titobi
- • Atunse itansan oye
- • Impedance fiseete biinu
- • Maapu retinotopic ti ara ẹni
Asọtẹlẹ išipopada
Ṣiṣan opitika ati asọtẹlẹ igba die ge aisun ti a fiyesi ati ilọsiwaju iwoye-ohun elo gbigbe.
- • Iyara ati awọn iṣiro itọsọna
- • Extrapolation ipo ojo iwaju
- • Irọrun itọpa
- • Ni ayo fun gbigbe ohun
5. Awọn ibaraẹnisọrọ
5.1 I-telemetry yedatha
RF ni pato
Ilana ibaraẹnisọrọ
5.2 Aabo ọna asopọ
ìsekóòdù
AES-128 fun gidi-akoko data. Awọn bọtini ẹrọ kọọkan ti a ṣẹda ni sisọpọ akọkọ. Yiyi bọtini ipade ni gbogbo wakati 24.
Ijeri
Ipenija ara ẹni-idahun laarin ẹyọ ita ati gbin, idilọwọ atunwi ati jija. Akoko akoko ipari lẹhin iṣẹju 5 laišišẹ.
Idaabobo kikọlu
FHSS kọja awọn ikanni 50, mimu ijamba ijamba laifọwọyi, ati ipo isubu fun awọn agbegbe ariwo RF giga.
6. Isakoso agbara
6.1 Inductive gbigba agbara
Ilana ṣiṣe
Isopọpọ inductive Resonant ni 13.56 MHz n gbe agbara nipasẹ awọ ara laisi awọn asopo percutaneous.
- • Gbigbe okun: 50 mm opin, 10 yipada
- • Gba okun: 35 mm opin, 15 yipada
- • Iṣẹ ṣiṣe: 60-70% ni 5 mm aafo
- • Agbara ti a firanṣẹ: 500 mW aṣoju, 1 W max
- • Titete: ± 10 mm ifarada ita
Circuit isakoso
PMIC ti a ṣe iyasọtọ ṣe akoso gbigba agbara ati ipa ọna agbara si gbogbo awọn eto abẹ inu.
- • Atunse: Schottky Afara
- • Ilana: Ẹtu 3.6V → 1.8V / 3.3V
- • Gbigba agbara: CC / CV pẹlu laifọwọyi ifopinsi
- • Idaabobo: Overcurrent, overvoltage, otutu
- • Abojuto: Coulomb counter fun ipinle idiyele
6.2 Agbara ti o dara ju
Isuna agbara pipin
(60mW)
(45mW)
(30mW)
(15mW)
Awọn ọna ṣiṣe
Itẹsiwaju 60 FPS iyanju, gbogbo subsystems lori.
30 FPS, sisẹ fẹẹrẹ, igbesi aye batiri to gun.
Imudara kuro; RF ati ibojuwo lori; iyara ji.
Pọọku: aago ati idiyele ṣawari nikan; osu ti aye.
7. Ailewu ati biocompatibility
7.1 Awọn ajohunše ati awọn iwe-ẹri
Utangamano wa kibayolojia
- ISO 10993: Ti ibi igbelewọn ti egbogi awọn ẹrọ
- USP Kilasi VI: Idanwo cytotoxicity
- I-ASTM F756: Awọn ohun elo ti a gbin
Ailewu itanna
- I-IEC 60601-1: Egbogi ẹrọ ailewu
- I-IEC 60601-2-40: Awọn neurostimulators
- IEEE C95.1: Awọn ifilelẹ ifihan RF
7.2 Awọn ọna aabo
Hardware aabo
- • Iwọn lọwọlọwọ: Ibamu awọn bọtini nẹtiwọọki ni 200μA
- • Iwari kukuru-kukuru: Igekuro aifọwọyi ni <1ms
- • Iwọn otutu: Tiipa igbona ni 41°C
- • aja aja: Tun lori famuwia idorikodo
- • Ifipamọ agbara: Kapasito fun iṣakoso tiipa
Awọn aabo software
- • Òtítọ́: CRC lori famuwia ati awọn paramita
- • Stim ifilelẹ: Afọwọsi lori gbogbo ayipada
- • Akọsilẹ iṣẹlẹ: Aṣiṣe ati itan-akọọlẹ anomaly
- • Ipo ailewu: Konsafetifu aseku
- • OTA awọn imudojuiwọn: Ni aabo pẹlu rollback
Tesiwaju monitoring
- • Elektroni Z: Ayẹwo gbogbo 100ms
- • Gbigbe iwọn otutu: Mẹrin pin sensosi
- • Batiri: Live SOC ati SOH
- • RF ọna asopọ: RSSI ati oṣuwọn aṣiṣe
- • Owo itasi: Fun elekitirodu Integrator
7.3 Ailewu igbeyewo
Ninu fitiro
- • Aṣa sẹẹli nkankikan
- • I-Cytotoxicity
- • Ibaje
- • Irẹwẹsi ẹrọ
- • Itanna karakitariasesonu
Ni vivo
- • Awọn awoṣe ẹranko
- • Idahun ti ara
- • Awọn idanwo iṣẹ-ṣiṣe
- • Atẹle igba pipẹ
- • Itan-akọọlẹ
Isẹgun
- • O ṣeeṣe
- • Awọn idanwo aabo
- • Agbara
- • Atẹle igba pipẹ
- • Awọn iṣẹlẹ buburu
8. Awọn ilana imudaniloju
8.1 Awọn paramita ifọkanbalẹ
Fọọmu igbi
Awọn iṣọn biphasic Symmetric: ipele cathodic akọkọ, lẹhinna anodic. 50 μs aarin-pulse aafo fun idasilẹ agbara. <1% idiyele aiṣedeede lati yago fun agbeko elekitirokemika.
Cathodic (safikun) alakoso
- • Iwọn: 10-200 μA (atunṣe)
- • Iye akoko: 100-500 μs
- • Polarity: Odi
- • Apẹrẹ: onigun mẹrin
Anodic (imularada) alakoso
- • titobi: ibaamu cathodic
- • Duration: Awọn ibaamu cathodic
- • Polarity: rere
- • Apẹrẹ: onigun mẹrin
Iṣakoso kikankikan ti a rii
Agbara phosphene jẹ iyipada ni awọn ọna ibaramu mẹta:
Iwọn lọwọlọwọ 10-200 μA; to logarithmic pẹlu imole ti o mọ. Awọn ipele ọtọtọ mẹjọ fun ṣiṣe.
Oṣuwọn polusi 50-300 Hz; ti o ga awọn ošuwọn ka imọlẹ, wulo fun itanran Iṣakoso lai retuning lọwọlọwọ.
100-500 μs; awọn iṣọn gigun fun abẹrẹ idiyele diẹ sii ati ki o wo didan, ti o ni opin nipasẹ aabo elekitiroki.
8.2 kooduopo ogbon
Ifaminsi aaye
Maapu taara lati piksẹli aworan kọọkan si elekiturodu orun rẹ, ni ibamu pẹlu ifilelẹ cortical retinotopic.
- • Ipinnu: 32x32 → 1024 amọna
- • Ilọsoke Cortical: Aarin ipon
- • Yipada: Log-pola fovea awoṣe
- • Isọdiwọn: Tun-olumulo yiyi
Ifaminsi igba die
Akoko imudara n ṣe koodu diẹ sii ju kikankikan — išipopada, ijinle, ati salience.
- • Ti nwaye: Reluwe fun gbigbe awọn ohun kan
- • Amuṣiṣẹpọ: Ojulumo alakoso kọja awọn aaye
- • Awọn awoṣe akoko: Awọn koodu awoara
- • Iṣatunṣe oṣuwọn: Iyatọ awọn orin oṣuwọn
8.3 Ti o dara ju ati ti ara ẹni
Iṣatunṣe ibẹrẹ
Ọsẹ meji si mẹrin lati ṣeto awọn ala ati awọn aaye iṣẹ ailewu fun aaye kan:
- Awọn iloro Iro (10–50 μA aṣoju)
- Iwọn itunu (100-150 μA aṣoju)
- Aṣa retinotopic maapu
- Ṣiṣatunṣe akoko-ašẹ (oṣuwọn, iwọn)
- Awọn idanwo apẹrẹ ti o rọrun
Tesiwaju aṣamubadọgba
Eto naa kọ ẹkọ lori akoko lati:
- • Iṣagbewọle olumulo: Imọlẹ afọwọṣe / itansan
- • Aṣeyọri iṣẹ-ṣiṣe: Lilọ kiri ati awọn ikun idanimọ
- • Z fiseete: Atunṣe aifọwọyi
- • Lo awọn ilana: Titun-si nmu
- • Pilasitik nkankikan: Gun-igba recalibration
Awọn ipo pataki
Awọn profaili ti a ti kọ tẹlẹ fun lilo wọpọ:
Iyatọ eti ti o ga, išipopada kekere
Iṣipopada, ijinle, ati awọn idiwọ
Awọn oju, awọn nkan, ati awọn ifẹnule apẹrẹ
Ere ati iyatọ iyatọ