閉迴路帕金森腦深層電刺激系統

＃配合臨床需求調整刺激＃帕金森氏症精準治療＃生物標記偵測演算法

成果介紹

深腦刺激透過高頻的電刺激可抑制過度活躍的神經活性，改善晚期帕金森病人的動作困難症狀，但現行系統多採用持續給予電刺激的方式，即在患者無病徵時，依然持續提供刺激訊號，而閉迴路深腦刺激系統可依臨床需求調整刺激波形、刺激電量、刺激位置等參數，透過與疾病相關的生物標記，根據病人不同臨床症狀來決定進行電刺激最佳時機，以增強療效並降低副作用。

本中心開發出全球第一個閉迴路深腦刺激系統單晶片(SoC，大小約5mm x 4mm) ，以台積電0.18µm CMOS半導體技術製造完成，此系統單晶片整合了類比前端放大、類比數位轉換、數位訊號處理、電刺激器、無線信號傳輸、無線充電、及電源管理等多項電路功能，可大幅縮減晶片體積到米粒大小，在降低耗電量的同時還能提高運算速度，並可依據每位帕金森氏症患者腦中獨特的電波特徵，決定進行電刺激的合適時機以及刺激電量大小，以達帕金森氏症的閉迴路精準治療。

本中心構建一個以系統單晶片架構為核心，開發符合臨床應用的原型機，並建立類帕金森氏症大型動物模型進行驗證，持續進行晶片優化、安規檢測、動物實驗、人體試驗等研發工作，經由從系統規格到實際電路設計的過程中，本中心已培育了多位具數位、類比、混合式IC設計、生醫晶片等專長之碩博士人才，協助國家在積體電路產業與生物科技產業的發展。