Biphasic Electrical Nerve Stimulator for Medical Applications  Generating a Wide Range of Pulse Specifications Without  Microcontroller

Jun Sang Yu; Dong Rim Kim; Su Bin Kang; Jung Suk Kim

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자료유형: 학술저널

저자정보: Jun Sang Yu (Department of Biomedical Engineering, Gachon University, Sungnam, South Korea) Dong Rim Kim (Department of Biomedical Engineering, Gachon University, Sungnam, South Korea) Su Bin Kang (Department of Biomedical Engineering, Gachon University, Sungnam, South Korea 2 Cellico Research and Development Laboratory, Sungnam, South Korea) Jung Suk Kim (Department of Biomedical Engineering, Gachon University, Sungnam, South Korea 2 Cellico Research and Development Laboratory, Sungnam, South Korea)

저널정보: 대한의용생체공학회 의공학회지 의공학회지 제45권 제4호

발행연도: 2024.8

수록면: 173 - 178 (6page)

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We present an improved biphasic electrical nerve stimulator designed to overcome limitations. Traditional electrical nerve stimulators lacking a microcontroller unit (MCU) have restrictions in terms of frequency, pulse duration, and amplitude control, making them insufficient for medical applications requiring a broader range of pulse specifications. To address this, we developed a stimulator with enhanced capabilities. By not using an MCU, the design reduces power consumption and the required area, simplifying the overall design and increasing efficiency. In addition, our approach opti- mizes oscillator parameters to achieve wide frequency and pulse duration ranges. Specifically, we expanded the frequency range of the stimulator up to from 1 mHz to 100 kHz and the pulse duration up to from 5 μs to 500 s. Improved amplitude control mechanisms were implemented for adjustable and high biphasic amplitudes. Furthermore, we added a balancing circuit to ensure proper discharging for tissue safety when biphasic pulses do not occur. The improved stimulator demon- strated an increase in operational range compared to traditional MCU-less designs, producing consistent biphasic pulses with adjustable amplitude and duration. The balancing circuit effectively managed discharging, reducing the risk of tissue damage and ensuring safety and efficacy.

#Biphasic #Frequency #Pulse duration #Amplitude #Charge balancing

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