各课题节点对照.pptx

2研究工作进展?第一阶段（2020.1~2020.12）第二阶段（2021.1~2021.12）第三阶段（2022.1~2022.12）阶段目标1.实现神经信号的接发及控制；2.研制具备导光、导电、生物相容性能的高分子水凝胶材料；3.实现大脑和脊髓神经信号的采集与预处理，根据脑电信号提取人体运动意识特征；4.光与电刺激脊髓神经反应的研究；1.实现芯片结构微型化，功耗最小化；2.计算及前期制备的水凝胶材料，完成水凝胶电极样品的制备；3.实现大脑+脊髓的多信号融合分析处理；4.光电能量最优化权值分配矩阵；1.完成芯片生物相容性封装；2.建立动物模型，进行动物实验，最终实现电极优化设计；3.实现基于大脑+脊髓信号的人体运动意图的辨识；4.光电刺激同步控制系统；5.完成光电组合刺激对运动功能重塑与中枢模式发生器可塑性变化之间的关系研究完成内容1.搭建芯片结构框架，研发数字控制系统2.设计导光、导光、生物相容水凝胶电极的研制方案并进行实验确认；3.大脑和脊髓神经信号采集系统，预处理运算平台；4.光与电刺激脊髓神经反应实验平台；1.优化芯片结构及算法，制作微型化、低功耗化芯片2.完成光电传导率和微动环境下的振动与形变计算，初步确定水凝胶电极的结构参数及光电刺激阈值；3.大脑+脊髓的多信号融合分析，包括窗函数分段、神经解码与多传感融合算法等；4.光电能量最优化权值分配矩阵的研究；1.对芯片进行相容性封装，并由动物实验验证2.完成导光、导电水凝胶电极的免疫组化、神经生理记录和刺激响应特性等实验，并进行结构优化设计3.基于大脑+脊髓的下肢运动意识识别；4.光点刺激同步控制系统；阶段成果1.完成芯片框架搭建，实现信号接发及控制2.导光导电水凝胶材料的成功研制；3.实现大脑和脊髓神经信号采集；4.实现光与电刺激脊髓神经反应的实验与论证；1.实现芯片微型化、低功耗化2.导光、导电水凝胶电极的初步制备；3.实现多神经信号融合分析，并与脑电相比，提高分析准确度；4.实现最优化权值分配矩阵理论；1.实现芯片生物相容性封装，完成可靠性验证2.导光、导电水凝胶电极动物实验，并进行结构优化；3.实现下肢运动意识的识别的基本功能；4.实现光点同步刺激在系统中的应用；5.光电刺激辅助肌肉功能恢复机理考核指标1.水凝胶材料透明度70%，水凝胶的离子电导率不低于1ms/cm2.实现静止/行走运动意图的精确识别，准确率达到70%以上。1.诱发调控神经动作电位具体光电刺激参数（±0.3V）2.光电刺激持续0.5小时下未发生电热损伤3.采集刺激芯片面积达到1cm2，功率达到毫瓦级；4.实现脊髓信号的信噪比达到3:1以上。1.电极植入动物体内10天内无排异反应，实现神经电生理记录实验及刺激响应特性记录。2.整体系统的电刺激阈值范围0.5～1.1V，光刺激阈值范围0.4～2J/cm2，实现合同指标功能。

3、研究工作进展情况—研究成果2研究工作进展-节点指标对照?第二阶段考核指标（2021.1~2021.12）完成情况结论一刺激位置、光参数与电参数同小鼠下肢肌肉动作参数的映射关系以及刺激参数安全范围动物实验中，筛选出安全有效的电刺激参数，0.1-0.6mA电流强度，无明显损伤；筛选808nm近红外光安全强度，1.25J/cm2强度的20min照射具有生物安全性；已投稿论文5篇，1篇已出版；申报专利3项，1项获得授权；基本完成，未完成肌肉动作参数与光电刺激参数的映射关系，未提供实验报告。二导光、导电水凝胶电极制备，进行水凝胶电极结构模型计算,得到形变、模态、光电耦合传输结果；水凝胶未造成植入损伤，不引起脊髓组织形态变化，不引起明显的炎性反应。水凝胶植入后机体对水凝胶发生明显的降解作用，材料在两周后基本降解；设计通过脱细胞基质材料复合导电碳纳米管制备导电水凝胶防止降解，并完成生物兼容性实验，验证了其在脊髓、脑等神经组织部分的良好生物相容性；已投稿论文3篇，1篇已出版；申报专利2项，1项获得授权；基本完成，仅对水凝胶材料进行了交互机理实验测试，未对水凝胶电极结构进行制备和优化，未提供实验报告及第三方测试报告。三实现多神经信号融合分析，并与脑电相比，提高分析准确度，达到85%以上，实现脊髓信号的信噪比达到3:1以上。可准确地解码出22通道脑电的四类运动意图。其中，数据集2a上的平均正确率可达77.54%，较现有相关研究提升了2.7%；数据集2b上的平均正确率可达85.27%，已超过现有的国内外研究结果。实现多神经信号采集信噪比达到3:1以上，已投稿论文2篇，已发表论文2篇，申报发明专利1项识别率为手部识别率，与合同要求小鼠下肢相关性不强。采集分析相关工作建议同其余课题联调。四实现芯片微型化、低