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Unidades de investigación » Microelectrónica analógica y de señal mixta » Dispositivos biosensores inteligentes inalámbricos implantables y wearable

Dispositivos biosensores inteligentes inalámbricos implantables y wearable

Contacto:

Manuel Delgado Restituto

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Palabras clave: sistemas y circuitos biomédicos, neuro-ingeniería, lectura de sensores de bajo ruido, interfaces inalámbricas de baja potencia, sistemas de telemetría, energy harvesting

Descripción
Investigación en bioingeniería incluyendo circuitería integrada de sensado y lectura y grabación de señales neuronales, dispositivos electrónicos tipo wearable para la monitorización de cuidados médicos y interfaces inalámbricas eficientes para dispositivos médicos inteligentes (IMD). El común denominador de estas líneas de investigación es la necesidad de conseguir circuitería de lectura de alta precisión con bajo ruido y muy baja disipación de potencia, para posibilitar soluciones que puedan ser alimentadas con baterías de baja capacidad y/o técnicas de harvesting.
Diferentes actividades se están desarrollando en esta área:
  • Definición de tecnologías que permitan la integración y miniaturización de sistemas biomiméticos, que puedan ser usados para construir implantes neurocorticales adecuados en aplicaciones científicas (que permitan nuevos avances en neurociencia), clínicas (para permitir neuroprótesis para el tratamiento de enfermedades neurológicas) y de traducción (que contribuyan al desarrollo de interfaces cerebro-máquina o BCIs).
  • Desarrollo de algoritmos novedosos para el procesamiento de datos neurológicos, incluyendo compresión de datos, procesadores para supresión de artefactos y predicción de ataques de enfermedades, adecuados para sistemas terapéuticos en lazo cerrado para epilepsia refractaria y enfermedades de desorden de movimientos.
  • Implementación de nodos sensores inalámbricos (WSN) para cuantificar las discapacidades de la función neuromuscular y el movimiento observado en pacientes con la enfermedad de Parkinson, incluyendo procedimientos para medidas de electromiografía superficial (EMG) o cinemáticas.
  • Fabricación de tags sensores biomédicos con identificación pasiva por radio-frecuencia (RFID), incluyendo mecanismos para la alimentación remota, adecuados para la adquisición y acondicionamiento de señales biomédicas como la temperatura corporal, el nivel de glucosa en sangre o información de ECG.
  • Diseño de transceptores que cumplan con los estándares de aplicaciones de redes inalámbricas de área corporal (WBAN), incluyendo arquitecturas novedosas y técnicas de circuito para modulación en el dominio de la fase.
Más detalles disponibles en www2.imse-cnm.csic.es/~mandel/
Implante cortical multicanal completamente implantable para la predicción de ataques basado en integración heterogénea y stacking 3D
Diagrama esquemático del transceptor fabricado de ultra-baja potencia para Bluetooth de baja energía (BLE)
Resultados destacados
J.A. Rodriguez-Rodriguez, M. Delgado-Restituto, J. Masuch, A. Rodriguez-Perez, E. Alarcon and A. Rodriguez-Vazquez, "An Ultralow-Power Mixed-Signal Back-end for Passive Sensor UHF RFID Transponders", IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 59, pp. 1310-1322, Feb 2012  » doi
A. Rodriguez-Perez, J. Ruiz-Amaya, M. Delgado-Restituto and A. Rodriguez-Vazquez, "A Low-Power Programmable Neural Spike Detection Channel with Embedded Calibration and Data Compression", IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems, vol. 6, no. 2, pp. 87-100, Apr 2012  » doi
J. Masuch and M. Delgado-Restituto, "A 190-μW zero-IF GFSK Demodulator with a 4-bit Phase-Domain ADC", IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. 47, no. 11, pp. 2796-2806, Nov 2012  » doi
J. Masuch and M. Delgado-Restituto, "A 1.1-mW-RX -81.4 dBm Sensitivity CMOS Transceiver for Bluetooth Low Energy", IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 61, no. 4, pp. 1660-1673, Apr 2013  » doi
J. Masuch, M. Delgado-Restituto, D. Milosevic and P. Baltus, "Co-Integration of an RF Energy Harvester Into a 2.4 GHz Transceiver", IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. 48, no. 8, pp. 1565-1574, Aug 2013  » doi
Proyectos y contratos de investigación relacionados con la línea
BIO-TAG: Aportaciones para la implementación monolítica de dispositivos de comunicación inalámbricos con consumos de potencia ultra-bajos para aplicaciones biomédicas (TIC-02818); IP: Manuel Delgado Restituto; Financia: Junta de Andalucía; Diciembre 7, 2007 - Diciembre 6, 2011
POWDERS: Nodos inalámbricos con consumo ultra-bajo de potencia para el sensado remoto de señales biomédicas (TEC2009-08447); IP: Manuel Delgado Restituto; Financia: MICINN; Enero 1, 2010 - Diciembre 31, 2012
CLEPSYDRA: Sistema de predicción epileptogénica en lazo cerrado basado en matrices sub-durales (TEC2012-33634); IP: Manuel Delgado Restituto; Financia: MICINN; Enero 1, 2013 - Diciembre 31, 2015