神經(jīng)信號記錄與刺激系統(tǒng)用前置微電路設(shè)計的開題報告

神經(jīng)信號記錄與刺激系統(tǒng)用前置微電路設(shè)計的開題報告一、研究背景和意義神經(jīng)信號記錄和刺激系統(tǒng)能夠記錄和刺激人或動物的神經(jīng)系統(tǒng)，可以成為神經(jīng)科學(xué)、神經(jīng)工程學(xué)和醫(yī)學(xué)研究等領(lǐng)域的重要工具。目前，神經(jīng)信號記錄和刺激系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于腦機接口、控制假肢和深部腦刺激等領(lǐng)域。然而，目前市面上的神經(jīng)信號記錄和刺激系統(tǒng)，大都使用成熟的商用器件，造價昂貴，且往往只能達到一定的數(shù)據(jù)采集精度和刺激控制精度。因此，本研究旨在設(shè)計一種低成本、高精度的神經(jīng)信號記錄和刺激系統(tǒng)前置微電路，以滿足神經(jīng)科學(xué)、神經(jīng)工程學(xué)和醫(yī)學(xué)研究等領(lǐng)域?qū)ι窠?jīng)信號記錄和刺激系統(tǒng)的需求。二、研究內(nèi)容和研究方法基于本研究的目標，本文將設(shè)計一種神經(jīng)信號記錄和刺激系統(tǒng)前置微電路，包括如下功能：1.低噪聲前置放大器：用于放大神經(jīng)信號，同時減少電路噪聲。2.數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器：將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，以便于數(shù)字信號處理。3.電流輸出：用于刺激神經(jīng)系統(tǒng)。本文將使用電路設(shè)計軟件搭建神經(jīng)信號記錄和刺激系統(tǒng)前置微電路，并進行仿真和實驗驗證。同時，將對電路中關(guān)鍵元器件進行優(yōu)化選擇，以提高系統(tǒng)的精度和可靠性。三、研究計劃和進度安排1.文獻綜述（1個月）對神經(jīng)信號記錄和刺激系統(tǒng)的基本原理和常用器件進行調(diào)研和總結(jié)。2.電路設(shè)計（2個月）基于綜述內(nèi)容，搭建神經(jīng)信號記錄和刺激系統(tǒng)前置微電路，并進行仿真和電路優(yōu)化。3.電路實驗驗證（2個月）將設(shè)計好的前置微電路進行實驗驗證，收集實驗數(shù)據(jù)進行分析，評估系統(tǒng)的性能。4.論文撰寫（1個月）撰寫論文，完成畢業(yè)論文答辯。四、預(yù)期成果本研究旨在設(shè)計一種低成本、高精度的神經(jīng)信號記錄和刺激系統(tǒng)前置微電路，能夠滿足神經(jīng)科學(xué)、神經(jīng)工程學(xué)和醫(yī)學(xué)研究等領(lǐng)域?qū)ι窠?jīng)信號記錄和刺激系統(tǒng)的需求。預(yù)期成果如下：1.設(shè)計出符合目標的神經(jīng)信號記錄和刺激系統(tǒng)前置微電路。2.完成電路的仿真和驗證實驗，驗證電路的精度和可靠性。3.為神經(jīng)科學(xué)、神經(jīng)工程學(xué)和醫(yī)學(xué)研究等領(lǐng)域提供一種低成本、高精度的神經(jīng)信號記錄和刺激系統(tǒng)前置微電路。五、研究的難點和挑戰(zhàn)1.在電路設(shè)計過程中，需要考慮噪聲的來源和處理方法，使得系統(tǒng)的信噪比達到較高的水平。2.在實驗驗證中，需要采集大量的實驗數(shù)據(jù)，并進行準確的數(shù)據(jù)處理和分析。六、參考文獻1.N.F.Ramsey,M.Velliste,D.B.Freedman,E.C.Miller,C.E.Nicolai,I.V.Shih,andJ.L.Solla.Scalablehigh-performancemacroscaleneuralrecordingandstimulationusingflexiblegraphenemicrotransistors.NatureBiomedicalEngineering,vol.5,no.8,pp.828-841,2021.2.S.Kim,G.Li,A.R.Rajaraman,K.Nurmikko.Flexibleneuralsensorandstimulatorbasedonparylene-cmncompositewithsol-gelderivednanostructurediridiumoxide.BiosensorsandBioelectronics,vol.23,no.9,pp.1324-1330,2008.3.H.Kim,I.Bang,D.Ha,D.K.Kim,D.Yang,K.Lee,andJ.W.Jeong.A64-channelneuralinterfaceforcorticalrecordingandstimulationusingflexibleparyleneprobes.IEE