1 中国科学院上海光学精密机械研究所激光新体系融合创新中心，上海 201800
2 中国科学技术大学物理学院，安徽 合肥 230026
3 中国科学院大学，北京 100049
4 张江实验室，上海 201210
神经接口是神经系统与外界物理设备进行信息交互的关键器件，利用光、电、磁、声等多种模态信息的融合，以神经信息增强的形式，可对大脑网络进行高时空精度的神经动力学分析，植入式多模态神经接口在神经科学基础研究、神经疾病的生物光电子诊疗、脑机融合与交互等前沿领域中具有重要应用。首先介绍了最新基于光学方法和电生理技术的多模态神经记录和调控原理，接着回顾了光电神经探针研究进展，并归纳了光学成像和记录及电生理记录等多种模态神经数据分析处理的一般方法，最后对植入式多模态神经接口进行总结，展望了该领域当前面临的挑战和未来的发展趋势。
医用光学 生物医学成像 光电子学 光遗传学 脑血流动力学 神经接口 植入式器件 微纳加工 中国激光
2023, 50(15): 1507301
为了满足目前可植入式医疗设备对天线小型、宽带、频率性能稳定的需求，提出一种新型医疗频段(ISM)可植入式天线，天线具有阶梯形状的对称结构，共面波导馈电。采用立方体形状的人体模型填充肌肉，天线置于人体中心部位，仿真设计天线覆盖医疗频段(ISM)，分析了天线处于胃、小肠、皮肤等组织材料中仍能够覆盖 ISM频段。在配制的模拟人体肌肉溶液中对天线进行测试，带宽为 2.02~2.5 GHz。天线尺寸 4 mm×11.9 mm×0.8 mm，采用 FR-4材料，与目前已有的可植入式天线相比，天线具有体积小、带宽宽、制作成本低等优点，可应用于心脏起搏器、胶囊内镜等可植入式医疗设备。
可植入式天线 ISM频段 小天线 共面波导型天线 implantable antenna Industrial, Scientific, and Medical band small antenna Coplanar Waveguide(CPW) antenna 太赫兹科学与电子信息学报
2022, 20(7): 702
南京邮电大学 电子与光学工程学院、 微电子学院, 南京 210023
提出了一种螺旋悬臂梁结构的可植入式压电能量收集器, 这种结构的能量收集器可为植入式医疗器件供电。螺旋结构的设计一方面可以使悬臂梁从多个方向的振动中吸收能量, 另一方面还可以降低谐振频率。提出的悬臂梁整体结构厚度为40 μm, 宽度为1 mm, 整体外部大小为 9 mm×9 mm。该结构中, 悬臂梁的末端附上质量块, 进一步降低悬臂梁的谐振频率。该收集器的谐振频率为66 Hz, 当施加的激励为1g加速度时, 输出开路电压为2.2 V, 输出功率为4.8 μW。
螺旋 悬臂梁 压电能量收集器 植入式 spiral cantilever piezoelectric energy harvester implantable
1 清华大学电子工程系, 北京 100084
2 清华大学材料学院, 北京 100084
植入式电子信息设备已成为生物科学研究及医疗临床应用不可缺少的工具。以植入式光电子器件与系统为主题，介绍了面向生物医疗的各种植入式无源器件和有源器件的材料制备、工艺集成和可植入化策略，分类介绍了植入式光电子器件的能量信息传输方式；并从生物医学的研究和应用入手，介绍了具有代表性的植入式光电子系统。较为全面地阐述了现有的方法和技术，并结合实际应用和生物相容等需求，分析总结了各种技术方案的特点及其未来的发展趋势和面临的挑战。
医用光学 光电子学 半导体器件 植入式光电子器件 光遗传学 荧光探测
在光纤光栅传感器测量缆索索力的应用中，为了保证传感器的存活率以及解决超量程测量的问题，设计了一种桥梁缆索锚固区植入式光纤光栅应变传感器。通过对桥梁缆索特性分析，对该传感器的封装结构、封装材料的弹性模量提出设计要求，并选择环氧树脂添加微细硅粉作为传感器封装层材料。利用拉力试验机对植入式应变传感器进行力学传感器性能实验，其线性度 R2为 0.999 74，灵敏度为 2.74 pm/N，重复性好。把植入式传感器植入缆索锚固区，进行缆索张力实验。实验数据具有良好的线性度和重复性。
光纤光栅传感器 植入式 缆索索力 锚固区 FBG sensor embedded cable tension anchor zone
