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Séance de cours

Techniques de neurostimulation

Dans cours

EE-519: Bioelectronics and biomedical microelectronics

The course covers the fundaments of bioelectronics and integrated microelectronics for biomedical and implantable systems. Issues and trade-offs at the circuit and systems levels of invasive microelectronic systems as well as their eluding designs, methods ...

Description

Cette séance de cours couvre les techniques de stimulation à tension et à courant constants utilisées en neurostimulation. Il explique comment les impulsions à tension constante sont générées, les limites du contrôle du courant en raison des variations d'impédance et les problèmes de sécurité impliqués. En outre, il traite de la mise en œuvre de circuits de stimulation à tension et à courant constants, du concept de stimulation contrôlée par la charge et du niveau de stimulation sécuritaire maximal. La séance de cours se penche également sur l'analyse des électrodes, la stimulation biphasique à charge équilibrée et les formes d'onde typiques utilisées dans la stimulation contrôlée par le courant.

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Enseignant·e

Alexandre Schmid

Alexandre Schmid received the M.Sc. degree in microengineering and the Ph.D. degree in electrical engineering from the Swiss Federal Institute of Technology (EPFL), Lausanne, Switzerland, in 1994 and 2000, respectively. Since 1994, he has been with the EPFL, working with the Integrated Systems Laboratory as a Research and Teaching Assistant, and with the Electronics Laboratories as a Postdoctoral Fellow. In 2002, he was a Senior Research Associate with the Microelectronic Systems Laboratory, where he has been conducting research in the fields of bioelectronic interfaces and implantable biomedical electronics, nonconventional signal processing and neuromorphic hardware, and reliability of nanoelectronic devices, and also teaches with the Microengineering and Electrical Engineering Departments of EPFL. Since 2011, he is a Maître d'Enseignement et de Recherche (MER) Faculty Member with EPFL. He is a coauthor of two books, Reliability of Nanoscale Circuits and Systems, Methodologies and Circuit Architectures, Springer, 2011, and Wireless Cortical Implantable Systems, Springer, 2013, and a coeditor of one book, as well as over 100 articles published in journals and conferences. Dr. Schmid has served as the General Chair of the Fourth International Conference on Nano-Networks in 2009 and has been serving as an Associate Editor of the Institute of Electrical, Information, and Communication Engineers Electronics Express since 2009.

Source officielle

Proximité ontologique

Chimie

Chimie physique: Électrochimie

Concepts associés (32)

Neurostimulation

vignette|Implant cochléaire un appareil électronique qui stimule le nerf auditif grâce à des électrodes placées dans la cochlée de l'oreille interne, permettant à certaines personnes gravement sourdes de percevoir les sons. Pour les personnes souffrant de perte auditive sévère à profonde, les appareils auditifs implantables comme les implants cochléaires peuvent être une solution efficace La neurostimulation est la stimulation d'un nerf ou de plusieurs nerfs, de la moelle épinière ou d'une partie du cerveau (système nerveux central) à l'aide de neurostimulateurs.

Électrode

Une électrode est un conducteur électronique, ou ionique ( verre) captant ou libérant des électrons. Les électrodes interviennent dans les systèmes générateurs de courant (comme les piles ou les accumulateurs électriques) et dans les électrolyses, dont le système est récepteur de courant. On parle aussi d'électrodes pour désigner des composants de certains appareils électriques comme les lampes radio, tube à rayons X, diodes à semi-conducteur. C'est également le cas dans le soudage à l'arc électrique.

Potentiel d'électrode

Le potentiel d'électrode , en électrochimie, est la force électromotrice d'une cellule galvanique construite à partir d'une électrode de référence standard et d'une autre électrode à définir. Par convention, l'électrode de référence est l'électrode standard à hydrogène (SHE) définie comme ayant un potentiel de zéro volt. Le potentiel d'électrode peut également être défini comme la différence de potentiel entre les électrodes métalliques chargées et la solution saline.

Stimulation transcrânienne à courant direct

La stimulation transcrânienne à courant direct ou stimulation transcrânienne à courant continu (tDCS) est une technique d’électrostimulation du cerveau, ou stimulation électrique transcrânienne (tES). Elle permet de moduler l'excitabilité corticospinale : deux électrodes, une anode (excitatrice) et une cathode (inhibitrice), sont positionnées sur le crâne en fonction des régions dont on souhaite influencer le fonctionnement.

Électrode de référence

Une électrode de référence est une électrode qui maintient un potentiel pratiquement invariant dans les conditions prévalant dans une mesure électrochimique. Elle permet l'observation, la mesure ou le contrôle du potentiel de l'indicateur (ou de l'essai) ou de l'électrode de travail.On l'utilise en électrochimie pour étudier les propriétés d'oxydoréduction et en chimie analytique pour mesurer les concentrations d'espèces dissoutes dans une solution. Le potentiel de l'électrode de référence ne doit en aucun cas varier pendant la mesure.

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Explore la stimulation neuronale à l'aide d'électrodes, en abordant les défis de l'injection de charge et les limites de stimulation sûres.

Fondements de l'électrochimie

Couvre les principes fondamentaux de l'électrochimie, en se concentrant sur le potentiel cellulaire, la production de courant et la relation entre la conversion du courant et des réactifs.

Électrochimie dynamique: Équation de Cottrell et Voltammétrie

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Explore les cellules électrochimiques, les réactions redox et les potentiels standard en profondeur.

Équation de Butler-Volmer: Simplifications et interprétations

Explore les simplifications des équations de Butler-Volmer, les interprétations de ko et les effets de transport de masse dans les réactions électrochimiques.

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Électrode

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