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介入方式与反馈方式电子化--冷泉科技Cerebus: 128通道数据采集系统

2005-03-24 13:21 351 查看



人工智能芯片
Cerebus: 128通道数据采集系统

一种技术，改变一个患者的一生－BrainGate神经交互界面系统，改变人类生活



Cyberkinetics 公司简介：
　　Cyberkinetics公司坐落于美国马里兰州Foxborough城，是快速兴起的人机交互技术领域的领导者。Cyberkinetics的技术具有划时代的创造性，它在大脑、神经系统与计算机间架构了一个直接的可靠性高的具有生物适应性的技术桥梁，通过记录和/或刺激大脑皮层揭示更为复杂的大脑信息编码，从而为人类最终揭开人脑的奥秘奠定了坚实可靠的技术基础。BrainGate系统是Cyberkinetics的技术平台，它在把人的思维直接翻译转换成计算机指令并按照指令进行操作方面取得了具有突破性的、前瞻性的应用成果。这些应用不仅为因为运动系统损伤而无法与外界进行交流的患者提供了一个全新的交互平台而实现交流，而且可以监控患有癫痫、抑郁症诸如此类精神性疾病患者的治疗过程。
　　2002年，Cyberkinetics公司与Bionic公司合并。Bionic公司是为神经科学研究领域提供神经元记录、刺激以及信号处理设备的主要制造商。通过这次合并，Cyberkinetics拥有了具有世界一流水平的工程师队伍，高端的制造技术以及核心知识产权。合并后的公司继续从事制造和销售冠以BIONIC标识的神经元记录和数据采集系统。与此同时美国著名的布朗大学、麻省理工学院、艾默瑞大学和犹他大学为公司提供全方位的技术支持，使Cyberkinetics的产品水平始终处于世界尖端。
系统构成：

　　Cerebus 多通道数据采集系统是美国Cyberkinetics公司研制开发的具有可升级功能，能够在线实时记录和处理神经元信号的高精密度技术装置，由于实现了模块化设计，可从16通道逐步升级到32、48、64、96乃至128通道。Cerebus 多通道数据采集系统包括软硬件两大部分，硬件包括多电极阵列、前置放大器、处理器，独立稳压电源、PC工作站等，软件包括SOFT CLIENT/ACTIVITY MAP/NEVPLAYER等。Cerebus 多通道数据采集系统不仅可以记录在体脑电信号，如感觉皮层与运动皮层，也可以用于记录外周神经放电，如脊髓、视网膜细胞，甚至可以记录离体组织如脑片等，可以完全取代传统的膜片钳技术（单电极，双电极和三电极）和脑片技术。Cerebus 多通道数据采集系统与其它研究手段有很高的亲和性，包括荧光显微技术、激光共聚焦技术等，共同构建庞大的技术平台用以完成复杂的科学研究。
Cerebus 128通道数据采集系统主要特征：
1.紧凑型设计
2.光导纤维连接，最大可能减少数字化神经元数据传输中的噪音
3.同时记录峰电位和局部场电位
4.在线实时峰电位分类
5.实验信息中可包含模拟和数字两种输入
6.每个通道采样频率高，采样点为30，000点/秒7.16个端口模拟输入，4个端口模拟输出，2个端口数字输入，5个端口数字输出
8.放大器采用同一参考电极进行微分放大
微电极阵列主要说明：
1.电极材料为单晶硅, 阵列为10*10，数量为96-100个
2.长度为0.5毫米，1.0毫米和1.5毫米不等
3.电极底部直径为80微米
4.电极尖端半径为1-3微米
5.电极尖端信号采集区为铂金涂层，长度为35-75微米
6.电极电阻为100-600千欧姆
7.底托与电极间均为聚对二甲苯涂层电学绝缘
8.底托长、宽、高各为4.2、4.2、0.25毫米


软件图形用户界面包括6个主窗口：
1.设置窗口可以配置每一个单独通道
2.对于选择性通道的动作电位进行在线分类的窗口
3.两个分别的窗口用于观看单独通道的动作电位的动力学改变以及所有通道的局部场电位
4.一个激活地形图窗口归总和观看所有通道的发放频率
5.一个窗口用于控制数据采集和储存


空气推动力脉冲微电极阵列植入枪主要说明：
1.能够把高密度的微电极阵列植入神经组织
2.植入深度可调，标准为0.5、1.0、1.5毫米
3.遥控植入枪触发器
4.植入时间小于1秒5.植入杆和触发器可进行消毒


NeuroPort 慢性实验连接器主要说明：
1.主要用于慢性实验
2.生物可适性材料
3.超紧凑型设计
4.高密度－128通道连接器
5.超低植入力
6.指示针修正植入方位
7.资料显示记录灵长类信号可靠
应用：
　　Cyberkinetics公司荣誉宣布美国食品与药物监管局（FDA）已经批准公司的BrainGate神经交互界面系统作为一门新兴技术用于最初的临床试验。BrainGate神经交互界面系统提供给那些不能用他们的手与外界进行交流的人一种直接的、可靠的，完全依靠他们的思维与计算机进行交流的手段。目前，此项研究还处于临床试验阶段，没有用于商业目的。但我们有理由坚信，在不远的将来，这项技术必将走向全面的临床应用治疗阶段，必将为千千万万由于各种原因造成运动系统疾病而不能与外界、与他人进行交流、传递思想的患者提供了一个与之交流的平台，从而实现他们的梦想，提高他们的生活质量。
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