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    多款生物芯片减速落地,「暖芯迦」如何完成碳基生命与硅基电子的无缝融会?

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    2022-7-8 21:29:29 24 0

    作者|韦世玮
    可穿着装备正逐步成为愈来愈多人日常糊口的症结装备。缘故无他,其对人体形态继续跟踪检测的便捷性,在疫情常态化确当下尤其首要。
    这面前得益于静止安康传感技术的开展,近些年来心率监测、血氧饱和度检测、静止模式检测等相干功用的完成,为人们日常安康检测和潜伏安康危险预防带来了更间接的数据参考,同时增进了近程医疗的规模,大幅拉动可穿着装备的市场需要,以及供给链的成熟开展。
    可穿着装备带动了供给链需要的发作,生物芯片研发商暖芯迦(Nanochap)则是其中的新锐玩家之一。暖芯迦成立于2014年,以人机接口技术为中心,次要聚焦生物医疗畛域中心芯片的研发,波及超高密度神经接口芯片、生物传感芯片和相干医疗器械产品的研发和销售。
    目前暖芯迦团队范围百余人,除了杭州总部以外,公司在上海、墨尔本均设有研发核心,研发人员占比约70%,中心技术团队源自澳大利亚墨尔本大学神经工程核心,具有超15年生物芯片设计研发教训。
    暖芯迦副总裁林科告知36氪,公司成立以来,产品研发次要集中在神经接口和生物传感两个畛域。
    1、神经接口畛域。包罗神经安慰技术和神经记载技术两大类,神经安慰技术是指经过神经安慰的伎俩改良患者的神经病理形态,医治慢性疼痛、癫痫、帕金森病以及尿失禁等神经零碎疾病;神经记载指收集神经元电位,分辨神经信号。
    现阶段,公司已完成量产的芯片包罗可编程高密度神经安慰芯片、多功用安慰芯片。可编程高密度神经安慰芯片运用于暖芯迦正在研发的高分辨率人工视网膜产品。该产品经过穿着装备摄像头将捕获到的图象信息转换成电信号,植入体安慰人的视网膜神经元,经过视觉通路传递到大脑的视觉核心,恢复盲人的功用性视力,能简略区别物体外形及报纸上的大字。目前,该零件产品的植物试验已接近序幕,往年底将进入到人体临床阶段。
    多功用安慰次要面向家用理疗装备。往年公司将在第四季度推出可编程通用安慰芯片,这是一款神经安慰畛域的平台型芯片,掩盖绝大部份体表里神经安慰畛域,可知足客户的多样性运用需要,缩短研发周期。


    暖芯迦高分辨率人工视网膜产品的任务示用意
    2、生物传感畛域。暖芯迦次要研发生物份子信号和体征信号监测芯片。公司的生物份子信号处置芯片已进入范围量产,次要针对汗液、唾液、尿液等体液中极小的生物份子信号检测。团队具有可检测低至μV/pA级别的小信号技术才能。
    体征信号监测方面,公司行将公布的体征信号监测四合一芯片EPC001,是业内首款可同时监测心电(ECG)、脉搏(PPG)、脑电(EEG)和肌电信号(EMG)的SoC芯片,次要面向可穿着装备畛域,不只能延续监测心率、血氧等简略数据,还可检测更多与心脏功用相干的,例如心律不齐、心律变同性等反应人体安康的目标参数。
    EPC001次要具有两个特征:一是高度集成,芯片同时集成为了高精度EEG/ECG/EMG/PPG(脑电/心电/肌电/脉搏)摹拟前端、64MHz RISC-V单片机(MCU)、ECG/PPG特点提取功用(Heart APP),以及24bit高精度ADC(模数转换器)等模块,可以为客户提供总体的可穿着装备芯片解决计划,大幅勤俭研发周期和研发本钱。
    二是高精度,EPC001为EEG/ECG/EMG集成为了超低噪声可编程缩小器和24bit高精度ADC,使摹拟前端收集的强劲生物电信号可以以最大精度转换成数字信号,为丈量后果的准确度提供保障。这些数字信号是基于算法计算的依据,其准确度对全部计算后果相当首要。
    其为PPG收集零碎配备了四路可编程LED驱动器,合用各种规格的LED。同时,低功耗发光二极管摹拟前端电路以及24bit高精度ADC被用于收集PPG信号,以高静态规模、高精度截取残缺的PPG信号。
    林科谈道,与业界同类产品比拟,EPC001功用齐全,使用灵敏。集成的ECG/PPG特点提取功用(Heart App),经过硬件完成部份算法,不占芯片的软件资源。Heart App间接提供心率、QT间期、左心室射血时间(LVET)、脉搏波抵达时间(PAT)、心率变同性等一系列目标。这些目标能够用来计算更多繁杂的安康参数,这也使得EPC001计划能用于监测心脏功用、呼吸相干的问题,办理相干慢性疾病。
    目前,暖芯迦的EPC001芯片已进入客户测实验证阶段,包罗可穿着装备及医疗级器械装备客户,将在明年完成大范围出货。


    暖芯迦EPC001芯片
    总体来看,暖芯迦从神经接口到生物传感畛域已逐渐构建了本身技术壁垒。
    在神经安慰畛域,公司的技术劣势在于具有高密度神经安慰技术,而且通道可高精度调理。个别来讲,安慰通道的数量抉择着靶向性的高下,安慰通道数量越高,靶向性越高,定位精准度也越好。同时,每个通道均拥有独立性,可进行单通道的恣意可编程、高精度调理。
    在生物传感畛域,除了心电、脉搏等大信号收集以外,公司也长于极小信号的收集,例如神经元信号,基因测序等,需求检测低至μV/pA级别的小信号。
    接上去一年,暖芯迦在神经畛域将开始投入研发神经记载芯片,经过收集人体神经信号,甄别神经病变信号的差别化,从而进行针对性神经安慰的医治,造成检测和医治闭环。在生物电小信号检测畛域,晋升生物电信号的收集和剖析的准确度,让继续安康监测更为无效。

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