閉迴路帕金森深部腦刺激單晶片系統:數位訊號處理晶片設計研發

本計畫團隊提出「閉迴路帕金森深部腦刺激單晶片系統之數位訊號處理晶片設計研發」，負責整體計畫之數位訊號處理演算法與晶片設計。第一年計畫目標為發展一套新型閉迴路深腦電刺激離散元件系統平台，用於帕金森氏症患者。透過帕金森氏症患者之腦視丘下核局部場電位波形記錄，經系統前級放大與類比數位轉換電路處理後，再以平台上運行的演算法來控制電刺激輸出與否，達到閉迴路電刺激的目的。操作者可根據LFP 中頻帶(13~35 Hz)分析演算法的運算結果，在人機介面中調整決定給予電刺激觸發信號的判斷閥值。第二年各子計劃將依據臨床數據與參數，設計研製各子系統晶片，並進行整合，第三年則完整系統進行SoC 整合以達到自適應閉迴路深腦電刺激控制。在本計畫中，我們將實現自適應閉迴路深腦電刺激之高精準度自動調整 TH 訊號處理晶片，透過不易受系統參數飄移之LZC 分析閥值判斷機制，搭配多參考源輕度機器學習演算，以突破傳統的低頻相位展頻破壞過度同步之低功耗高效擾亂刺激技術，搭配低功率晶片架構設計，可在提升刺激療效的同時，大幅降低功率消耗以延長裝置之使用時間。透過晶片實現，對閉迴路深腦電刺激的治療可以有效的進行即時偵測與治療，提升腦部節律器的自我學習機制以及臨床應用可行性，為本子計畫之研究目標。如能透過自適應閉迴路深腦電動態回授刺激控制研究中，進而找出深部腦刺激系統對於帕金森氏症的治療學理，對帕金森氏症之臨床治療將會帶來突破性的進步。

系統編號:PB10507-1725
原計畫編號:MOST105-2221-E182-078