Self-Reset Image Sensor With a Signal-to-Noise Ratio Over 70 dB and Its Application to Brain Surface Imaging

信号対雑音比70dB以上の自己リセット型イメージセンサと脳表面イメージングへの応用

引用

Pakpuwadon T、Sasagawa K、Guinto MC、Ohta Y、Haruta M、Takehara H、Tashiro H、Ohta J (2021) 信号対雑音比70dB以上のセルフリセットイメージセンサーと脳表面イメージングへの応用。Front. Neurosci. 15:667932. doi: 10.3389/fnins.2021.667932

キーワード

  • 自動リセット
  • CMOSイメージセンサー
  • 埋め込み型デバイス
  • 高い信号対雑音比
  • 生体内実験
  • 内在信号
  • 体性感覚皮質
  • 画像処理

簡単な

この記事では、自由に動く動物の脳活動などの小さな固有信号を検出するために 70 dB を超える高い信号対雑音比 (SNR) を実現する自己リセット システムを備えた新しい相補型金属酸化膜半導体 (CMOS) イメージ センサーを紹介します。

まとめ

この記事では、マウスの脳内の血行動態反応や神経活動などの小さな内因性信号を検出するために設計された新しい CMOS イメージ センサーを紹介します。このセンサーは、自己リセット システムを利用して高い信号対雑音比 (SNR) を実現します。

この研究の主な特徴と結果は次のとおりです。

  • フォトダイオード構造の変更:研究者らはフォトダイオード構造を N ウェル/P サブから P+/N ウェル/P サブに変更しました。これによりフォトダイオードの容量が増加し、必要な自己リセットの回数が減り、不安定な段階が減少しました。
  • 新しいリレーボード：性能が向上した新しいリレーボードを採用しました。
  • 高い SNR:センサーは、同じピクセル サイズとフィル ファクター内で70 dB を超える有効 SNR を達成しました。
  • 不安定状態の削減:不安定状態が大幅に削減され、センサーの神経活動検出能力が向上しました。
  • 画像処理:研究者らは、自己リセットシステムによって生じるアーティファクトを軽減するための画像処理技術を開発しました。
  • 生体内イメージング:このセンサーはマウスの脳の生体内イメージングに使用され、血流やその他の脳活動を検出できることが実証されました。

研究者らは、この小型デバイスが自由に動く動物の内因性信号検出器として大きな可能性を秘めていると考えています。将来的には、内因性信号イメージングや電圧感受性色素イメージングへの応用も考えられます。

出典: https://www.frontiersin.org/journals/neuroscience/articles/10.3389/fnins.2021.667932/full

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