生物医学用植入式无线能量传输及射频集成电路的研究

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基本信息

  • 批准号：
    60976026
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    35.0万
  • 负责人：
    李斌
  • 依托单位：
    华南理工大学
  • 学科分类：
    F0402.集成电路设计
  • 结题年份：
    2012
  • 批准年份：
    2009
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2010-01-01 至2012-12-31

项目摘要

随着无线通信技术及其应用的迅猛发展，以及高性能、低成本的CMOS工艺在射频集成电路上的不断进步和突破，生物医学用植入式射频集成电路及系统已形成一个新兴的研究热点，并有望成为射频集成电路领域的一个重要分支。本课题研究生物医学用植入式射频集成电路的基本功能、基本结构，探索生物医学用植入式射频集成电路的设计理论。研究不同频率和功率的电磁波与各种动物组织间的相互作用，建立动物组织的电磁特性模型和植入式射频集成电路的系统级与电路级拓扑模型，研究植入生物体的射频集成电路的制造工艺和封装方法，并设计植入式射频集成电路的基本功能电路――"电磁耦合能量接收电路"、"控制数据接收电路"、"射频发射电路"等。

结项摘要

本课题研究生物医学用植入式无线能量传输及射频集成电路的基本功能、基本结构，探索生物医学用植入式无线能量传输及射频集成电路的设计理论。项目选定无线能量馈送频率为13.56MHz，生物电信号射频频率为433.92MHz，并尝试采用3~5GHz的超宽带（UWB）频段进行大规模多通道生物电信号的高速调制与发射。项目研制了包括无线能量传输通路和无线数据传输通路的生物电信号无线采集与传输系统，并对其中关键电路进行了专用芯片的设计。同时项目完成了不同频率、不同调制方式的射频信号穿透生物体组织被吸收衰减程度的研究，通过具体实验分析得出，射频信号穿透生物体组织深度每增加2cm，射频信号衰减20dB。.项目完成了对拟定植入体内的全部关键电路的低功耗专用芯片设计包括射频、低频模拟、模数混合与基带等，可以构成两套ISM频段的植入式低功耗、低复杂度的通信系统（433.92MHz DPSK通信、433.92MHz AM通信）、一套3~5GHz的低功耗高速超宽带（UWB）发射系统，以及一套无线能量恢复系统。433.92MHz DPSK通信系统包括DPSK调制/解调与发射/接收芯片、新型双平衡混频器、功率放大器、模/数转换器等；433.92MHz AM通信系统包括新型AM调制/解调与发射/接收芯片、低功耗生物电信号低噪声放大器等；3~5GHz UWB发射系统采用了具有自主创新性的触发式、间歇性UWB调制技术实现对信号的UWB调制的同时，可以分别对UWB RF信号的中心频率、带宽、辐射功率进行调节。无线能量恢复采用两套方案，分别借鉴RFID近距离和远距离能量传输技术，将接收到的13.56MHz和915MHz无线交流能量分别转换为3.3V和1.8V直流能量输出，输出的电源功率分别达到50mW和4mW。.项目按计划完成了全部任务。已发表20篇SCI或EI期刊文章和会议文章，申请专利15件，其中已授权版图专利3件，实用新型专利4件。

项目成果

期刊论文数量（9）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（12）
专利数量（13）
A 1.2V 8-bit 1MS/s SAR ADC with Res-Cap segment DAC for temperature sensor in LTE
具有 Res-Cap 段 DAC 的 1.2V 8 位 1MS/s SAR ADC，适用于 LTE 中的温度传感器
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Analog integrated Circuit and Signal Processing
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    H. J. Wu;B. Li;W. C. Huang;Z. P. Li;Y. P. Wang
  • 通讯作者：
    Y. P. Wang
An integrated device for patterning cells and selectively detaching
一种用于细胞图案化和选择性分离的集成装置
  • DOI：
    10.1007/s10544-011-9624-5
  • 发表时间：
    2012-02
  • 期刊：
    Biomedical Microdevices
  • 影响因子：
    2.8
  • 作者：
    Wang, Juan;Pei, Weihua;Yuan, Bo;Guo, Kai;Sun, Kang;Sun, Hongbo;Chen, Hongda
  • 通讯作者：
    Chen, Hongda
一种高精度低成本10位D/A转换器的设计与实现
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    微电子学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    马烨;李斌
  • 通讯作者：
    李斌
CMOS implementation of a low-power BPSK demodulator for wireless implantable neural command transmission
用于无线植入神经命令传输的低功耗 BPSK 解调器的 CMOS 实现
  • DOI：
    10.1088/1674-4926/33/5/055005
  • 发表时间：
    2012-05
  • 期刊：
    Journal of Semiconductors
  • 影响因子：
    5.1
  • 作者：
    Zhaohui Wu;Xu zhang;Zhiming Liang;Bin Li
  • 通讯作者：
    Bin Li
Compact low-power CMOS squarer for high-speed noncoherent UWB receiver
用于高速非相干 UWB 接收器的紧凑型低功耗 CMOS 平方器
  • DOI：
    10.1049/el.2012.2384
  • 发表时间：
    2012-09
  • 期刊：
    Electron. Lett.
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    XianBo Li;Bin Li;ZhaoHui Wu
  • 通讯作者：
    ZhaoHui Wu

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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    李斌
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  • 影响因子：
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  • 作者：
    李斌;常闫芃;王颖慧;朱晓谦;李建平
  • 通讯作者：
    李建平

其他文献

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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