طراحی تراشه کم مصرف تحریک الکتریکی عصب بینایی در شبکیه مصنوعی

از چند دهه گذشته جایگزینی اعضای آسیب دیده بدن و اعضایی که اعمال آن ها دچار نقص شده است، با یک پروتز به راهکار پزشکی استانداردی تبدیل شده اس. امروزه پروتز های عصبی نقش بسیار زیادی در درمان نابینایی، ناشنوایی، نقص حرکتی و ... ایفا می کند. یکی از این پروتزهای عصبی، پروتزهای بینایی می باشند که امروزه بسیار مورد توجه محققان قرار گرفته و دارای انواع مختلفی هستند."پروتز شبکیه" یا "شبکیه مصنوعی" یک نمونه از پروتزهای بینایی می باشد و بدین معناست که یک تراشه الکترونیکیجایگزین قسمتی از شبکیه آسیب دیده شخص بیمار می شود و عصب بینایی را به صورت مصنوعی، توسط الکترود کار گذاشته شده در سطح شبکیه، تحریک الکتریکی می نماید. در واقع این تراشه ها، همانند گیرنده های نوری در شبکیه رفتار می کنند و انرژی نورانی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند. از طرفی روز به روز با پیشرفت تکنولوژی و فشرده شدن حجم مدارهای داخلی تراشه ها، کاهش توان مصرفی و پایین آوردن سطح ولتاژ تغذیه، دو مسأله ای می باشد که در ساخت تراشه ها و مدارات الکترونیکی مورد توجه می باشد، مخصوصا در مورد تراشه ها و مدارهایی که در اندام و بافت های بدن کاشته می شوند. افزایش توان، باعث افزایش حرارت شده و به بافت صدمه میزند. از طرفی تامین انرژی نیز برای این تراشه ها نیز مورد توجه می باشد و باید بگونه ای طراحی شوند که در ولتاژ پایین عمل نمایند. در این پایان نامه، یک مدار تحریک الکتریکی برای شبکیه مصنوعی طراحی شده است که قادر خواهند بود جریان لازم برای تحریک عصب بینایی را فراهم نماید. این مدار به صورت کم توان طراحی شده و ولتاژ تغذیه آن v 3/6 می باشد. یک منبع جریان ولتاژ پایین-کم مصرف، با استفاده از عملکرد ترانزیستور در ناحیه اهمی، در این مدار معرفی می شود، که نسبت به منابع جریان رایج، از توان مصرفی پایینی برخوردار است. همچنین از مزیت های دیگران مدار ثابت بودن جریان تحریک به ازاء تغییرات در امپدانس بافت و کاهش سطح تراشه تحریک می باشد. تراشه تحریک معرفی شده حدود 30% توان مصرفی را نسبت به نمونه های موجود، کاهش داده است. این مدار تحریک توسط نرم افزار hspice با تکنولوژی tsmc 0.35um cmos شبیه سازی شده است.