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

신호 대 잡음비가 70dB 이상인 셀프 리셋 이미지 센서와 뇌 표면 이미징에 대한 응용

소환

Pakpuwadon T, Sasagawa K, Guinto MC, Ohta Y, Haruta M, Takehara H, Tashiro H 및 Ohta J(2021) 신호 대 잡음비가 70dB를 넘는 셀프 리셋 이미지 센서 및 뇌 표면 이미징에 대한 응용. Front. Neurosci. 15:667932. doi: 10.3389/fnins.2021.667932

키워드

  • 자체 재설정
  • CMOS 이미지 센서
  • 이식 가능한 장치
  • 높은 신호 대 잡음 비율
  • 생체 실험
  • 내재 신호
  • 체성감각피질
  • 이미지 처리

짧은

본 논문에서는 자유롭게 움직이는 동물의 뇌 활동과 같은 작은 내재 신호를 감지하기 위해 70dB 이상의 높은 신호 대 잡음비(SNR)를 달성한 자체 재설정 시스템을 갖춘 새로운 보완 금속 산화물 반도체(CMOS) 이미지 센서를 소개합니다.

요약

이 기사에서는 마우스 뇌의 혈류역학적 반응 및 신경 활동과 같은 작은 내재적 신호를 감지 하도록 설계된 새로운 CMOS 이미지 센서를 소개합니다. 이 센서는 높은 신호 대 잡음비(SNR)를 달성하기 위해 자체 재설정 시스템을 활용합니다.

연구의 주요 특징과 결과는 다음과 같습니다.

  • 수정된 포토다이오드 구조: 연구자들은 포토다이오드 구조를 N-well/P-sub에서 P+/N-well/P-sub로 수정했습니다. 이는 포토다이오드 커패시턴스를 증가시켜 필요한 셀프 리셋 횟수를 줄이고 불안정한 단계를 감소 시켰습니다.
  • 새로운 릴레이 보드: 성능이 향상된 새로운 릴레이 보드가 사용되었습니다.
  • 높은 SNR: 센서는 동일한 픽셀 크기와 채우기 계수 내에서 70dB 이상의 효과적인 SNR을 달성했습니다.
  • 불안정 상태 감소: 불안정 상태가 크게 감소하여 센서의 신경 활동 감지 능력이 향상되었습니다.
  • 이미지 처리: 연구원들은 자체 재설정 시스템으로 인해 발생하는 아티팩트를 줄이기 위해 이미지 처리 기술을 개발했습니다.
  • 생체 내 영상: 이 센서는 마우스 뇌의 생체 내 영상에 성공적으로 사용되어 혈류와 잠재적으로 다른 뇌 활동을 감지하는 능력을 보여주었습니다.

연구자들은 이 소형 장치가 자유롭게 움직이는 동물의 내재적 신호 검출기 로서 상당한 잠재력을 가지고 있다고 믿습니다. 그들은 미래의 응용 분야로는 내재적 신호 이미징과 전압 감지 염료 이미징이 포함될 수 있다고 제안합니다.

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

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