植入式神經介面硬體
晶上棘波偵測
晶上棘波偵測在植入體本身辨識動作電位事件,使得只需傳送事件——時間戳與短片段——而非每通道的全頻寬波形。這是打破資料率瓶頸最直接的方式:一條寬頻通道產生的位元遠多於其放電率所需,且該串流大半是棘波之間的基線。
最簡單也最常見的方法是振幅閾值判定,通常對照一個以運行雜訊估計倍數設定的自適應閾值;穩健的雜訊尺度為中位數絕對偏差除以約 0.6745。先將訊號通過非線性能量算子(Teager 能量算子)或取絕對值可提升偵測效能,因其凸顯短暫高能的棘波、壓抑緩慢漂移。更精緻的設計會加入晶上特徵擷取、樣板比對或壓縮式偵測。
取捨是資訊損失與對漂移的敏感性。固定或緩慢自適應的閾值會因假影而誤報,也會在某單元振幅下降時漏報;而一旦只保留閾值穿越,原始波形即消失,離線重新分離便無從進行。由於電極阻抗與單元振幅在長期植入壽命中會漂移,偵測器閾值必須追蹤之,否則將緩慢流失單元。
一個 256 通道、以 20 kS/s 取樣、10 位元解析的植入體,原始資料約 51 Mbit/s;若在到達無線電之前僅保留偵測到的棘波時間與 1 毫秒片段,以實際放電率計,可將其縮減一到兩個數量級。
在源頭偵測往往比傳送原始資料更省總功率,因為無線電主宰了功率預算。
又称
另见