生物阻抗(BioZ)检测作为一种新兴的医疗诊断技能，可以通过非侵入的办法监测人体生理参数，例如呼吸、体脂变革、肺积水、血流动力、癌细胞部位诊断等一系列有关身体构成身分和生理状况的变革。其无辐射、低开销、非侵入的特点，使得市场对高能效的可穿着生物阻抗丈量设备的需求日益提高。
然而，传统的生物阻抗丈量系统仍旧存在许多关键问题，如依赖于凝胶电极的丈量系统，由于电极面积与凝胶不适用于可穿着实时检测，用户体验感差。而小尺寸干电极的运用会引入极高的打仗阻抗，导致旗子暗记失落真。同时读出电路的输入旗子暗记干系噪声，在生物阻抗旗子暗记较大时会严重降落系统的丈量精度。末了，传统设计中采取互补电流源存在的电流不匹配问题，会导致低的输出阻抗和有限的电压裕量。
为办理上述问题，复旦大学集成电路设计实验室(ICD)创新性地提出了一种适用于干电极运用的高输入阻抗、高灵敏度、无电流失落配的生物阻抗丈量系统，干系研究成果以论文《A 0.5mΩ/√Hz 106dB SNR 0.45cm2 Dry-Electrode Bio-Impedance Interface with Current Mismatch Cancellation and Boosted Input Impedance of 100MΩ at 50kHz》被集成电路设计领域顶级国际学术会议ISSCC 2022任命，并荣获该年的“丝绸之路奖项”(ISSCC Silk Road Award)。该课题由徐佳伟和大志良教授作为辅导老师，第一作者为直博生潘钦竞，并由瞿天翔、唐彪、单飞等学生帮忙完成。
生物阻抗芯片和干电极呼吸测试
这项事情通过全预充技能(Full Pre-Charge)和安静斩波技能(Quiet Chopping)实现了一种高输入阻抗、低噪声的生物阻抗读出电路。此外，通过偏置掌握环路(Bias Control Loop)降落了电流产生模块噪声并办理了其电流失落配的问题，同时该设计肃清了传统系统中须要的偏置电极，实现了低功耗、小尺寸干电极运用、完备意义上的四电极的生物阻抗丈量系统。与国内外的最新研究成果比较，该系统丈量信噪比达到106dB，并在50kHz的旗子暗记频率下，实现了100MΩ的输入阻抗，性能均为最优。为高能效、小尺寸、用户友好的可穿着丈量设备供应了一个有效的设计思路。
来源：微电子学院
责编：章佩林
