ASICS para dispositivos médicos implantables

En este trabajo se estudiará el desarrollo de circuitos integrados en la mayoría de los casos específicos para una aplicación médica implantable, tecnología CMOS de 0.6μm estándar y HV sobre waffer de SOI. El trabajo contiene algunas contribuciones originales obtenidas del trabajo con circuitos p...

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Detalles Bibliográficos
Autor principal: Gak Szollosy, Joel
Otros Autores: Mandolesi, Pablo Sergio
Formato: tesis doctoral
Lenguaje:Español
Publicado: 2017
Materias:
Ingeniería
Electrónica
Medicina
Dispositivos médicos implantables
Acceso en línea:http://repositoriodigital.uns.edu.ar/handle/123456789/3876
Aporte de:
Repositorio Institucional Universidad Nacional del Sur (UNS) de Universidad Nacional del Sur
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description En este trabajo se estudiará el desarrollo de circuitos integrados en la mayoría de los casos específicos para una aplicación médica implantable, tecnología CMOS de 0.6μm estándar y HV sobre waffer de SOI. El trabajo contiene algunas contribuciones originales obtenidas del trabajo con circuitos para estimuladores cardíacos y sensores. En primer lugar, se presentará la técnica de degeneración de bulk para el incremento del rango lineal de OTAs, sobre la que existe muy poco trabajo previo. Mediante esta técnica se demostrará que se puede alcanzar menores voltajes de alimentación y menor distorsión en comparación con otros trabajos previos publicados. Se implementó y midió un OTA que combina técnicas de degeneración tanto de bulk como de source alcanzando un rango lineal por encima de 1V con una fuente de alimentación que varía desde los 1.8V hasta los 5.5V. Este es el primer estudio sobre degeneración de bulk que incluye medidas, y su aplicación en sistemas de bajo consumo y/o aplicaciones médicas. Como aplicación se implementó un circuito de adaptación para la señal proveniente de un acelerómetro piezoeléctrico para un sistema de tipo marcapaso adaptativo, utilizando filtros Gm-C. Seguidamente, se presentará el desarrollo de adaptadores de nivel ciegos con un amplio rango de voltajes de entrada (desde 1.8V a 5.5V) y salida (desde 0 a 18V e incluso voltajes negativos), orientados a dispositivos médicos implantables. Se establece una arquitectura modificada y metodología de diseño que garantice la operación robusta de los adaptadores de nivel, para todo punto de operación y variaciones del proceso de fabricación. Como ejemplo de aplicación de los adaptadores de nivel, se presenta un multiplicador de voltaje programable del tipo bomba de carga multicanal, capaz de alcanzar hasta 16V. Se verificó la correspondencia de las simulaciones con las mediciones en un amplio rango de la tensión de entradas (1.6V hasta 5.5V). Se realizaron medidas de la eficiencia emulando una configuración tipo marcapasos para 4 estímulos por segundo en un solo canal, mostrando una eficiencia de carga del 95%, y cerca de un 90% de eficiencia en potencia. Finalmente se presentarán algunos bloques del circuito que implementan el concepto de seguridad al estar en contacto directo con tejido biológico, a la hora de estimular. Se describe sistemas de control para estimulación segura de tejido tanto en tensión como en corriente, e incluso un adaptador de nivel modificado (seguro).
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