Recent advances in integrated circu

Recent advances in integrated circuit (IC) technology, as well as innovations in circuit design techniques, have led to systems with processing capabilities that can supplement, or even entirely replace, complex biomedical operations such as speech spectral analysis. Importantly, however, with the right technical approach, this functionality can be achieved at power levels and form factors allowing these systems to be entirely implantable. Indeed the processing capabilities of ICs are virtually unlimited, but energy, in biomedical electronics, is highly limited. For example, if an implanted medical device were powered by a low-power general purpose processor, which consumes approximately 10 mW, current battery technology would accommodate approximately 3 days of operation. Alternatively, dedicated solutions, employing specialized low-power design techniques, consume approximately 8 μW, achieving more than 10 years of operation with the same battery (1).

A conceptual diagram for a generic biomedical device appears in Figure 1. The core components of the device are shown, which include data conversion, signal processing, and communication subsystems, and these interface with the biomedical environment through sensors and actuators. Additionally, an energy subsystem is required to efficiently power the electronics. This review focuses on the core electronic components and the energy subsystem, describing the specialized techniques required to achieve ultralow-energy operation for practical biomedical systems.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ความก้าวหน้าล่าสุดเทคโนโลยีวงจรรวม (IC) เช่นเดียวกับนวัตกรรมเทคนิคการออกแบบวงจร จะนำไปสู่ระบบประมวลผลความสามารถที่สามารถเสริม หรือแม้กระทั่งทั้งหมด แทน ซับซ้อนแพทย์เช่นการวิเคราะห์สเปกตรัมของเสียง สำคัญ อย่างไรก็ตาม ด้วยวิธีการทางเทคนิคอยู่ ฟังก์ชันนี้สามารถทำได้ที่ระดับพลังงานและรูปแบบปัจจัยที่ทำให้ระบบเหล่านี้จะปรุงทั้งหมด แน่นอนความสามารถในการประมวลผลของ ICs ได้ไม่จำกัด แต่ พลังงานในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์การแพทย์ เป็นสูงจำกัด ตัวอย่างเช่น ถ้าฉุกเฉินถูกขับเคลื่อน โดยตัวประมวลผลวัตถุประสงค์ทั่วไปของพลังงานต่ำ ซึ่งใช้ประมาณ 10 mW เทคโนโลยีแบตเตอรี่ปัจจุบันจะรองรับได้ประมาณ 3 วันทำการ อีกวิธีหนึ่งคือ โซลูชั่นเฉพาะ ใช้เทคนิคการออกแบบพลังงานต่ำเฉพาะ ใช้ประมาณ 8 μW บรรลุมากกว่า 10 ปีของการดำเนินงานด้วยเดียวกันแบตเตอรี่ (1)ภาพจำลองอุปกรณ์แพทย์ทั่วไปปรากฏในรูปที่ 1 ส่วนประกอบหลักของอุปกรณ์มีแสดง ซึ่งรวมถึงการแปลงข้อมูล การประมวล ผลสัญญาณ และระบบสื่อสาร และอินเทอร์เฟซเหล่านี้ ด้วยสภาพแวดล้อมทางชีวเวชศาสตร์ผ่านเซนเซอร์และ actuators นอกจากนี้ มีระบบย่อยพลังงานจะต้องพลังงานไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพ รีวิวนี้เน้นส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์หลักและระบบย่อยพลังงาน อธิบายเทคนิคพิเศษที่จำเป็นต่อการบรรลุ ultralow พลังงานดำเนินการสำหรับแพทย์ระบบปฏิบัติ

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ความก้าวหน้าล่าสุดในวงจรรวม ( IC ) เทคโนโลยี ตลอดจนนวัตกรรมในเทคนิคการออกแบบวงจร ทำให้ระบบมีความสามารถในการประมวลผลที่สามารถเสริมทั้งหมดหรือแม้กระทั่งการเปลี่ยนการดำเนินการทางการแพทย์ที่ซับซ้อน เช่น การวิเคราะห์สเปกตรัมเสียง ที่สำคัญ อย่างไรก็ตาม ด้วยวิธีการที่เหมาะสมเทคนิค ฟังก์ชันนี้สามารถบรรลุในระดับพลังงานและปัจจัยฟอร์มช่วยให้ระบบเหล่านี้จะปลูกฝังทั้งหมด . แน่นอนความสามารถในการประมวลผลของ ICS จะแทบไม่ จำกัด แต่พลังงานในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ชีวการแพทย์ ขอจำกัด ตัวอย่างเช่น ถ้าการฝังอุปกรณ์ทางการแพทย์ถูกขับเคลื่อนโดยโปรเซสเซอร์ที่ใช้งานทั่วไป - ประมาณ 10 เมกะวัตต์ เทคโนโลยีปัจจุบันจะรองรับได้ประมาณ 3 วัน ในการดำเนินการ หรืออีกวิธีหนึ่ง โดยเฉพาะ โซลูชั่น โดยเฉพาะเทคนิคการออกแบบ - ใช้ประมาณ 8 μ W บรรลุกว่า 10 ปีของการดำเนินงานกับแบตเตอรี่เดิม ( 1 )แผนผังความคิดสำหรับอุปกรณ์ชีวการแพทย์ทั่วไปปรากฏในรูปที่ 1 ส่วนประกอบหลักของอุปกรณ์จะแสดงซึ่งรวมถึงการแปลงข้อมูล การประมวลสัญญาณ และระบบสื่อสาร และติดต่อกับทางสิ่งแวดล้อมผ่านเซ็นเซอร์และตัวกระตุ้นเหล่านี้ นอกจากนี้ การใช้พลังงานจะต้องมีประสิทธิภาพพลังงานอิเล็กทรอนิกส์ รีวิวนี้จะเน้นที่หลักส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์และระบบพลังงาน อธิบายเทคนิคพิเศษเป็นเพื่อให้บรรลุการดำเนินงานระบบพลังงาน ultralow ชีวเวชปฏิบัติ