BME 305 EEG: 4 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:14

אלקטרואנצפלוגרמה (EEG) היא מכשיר המשמש למדידת פעילות המוח החשמלית של הנבדק. בדיקות אלו יכולות להיות שימושיות מאוד באבחון הפרעות מוח שונות. כאשר מנסים ליצור EEG, יש לזכור פרמטרים שונים לפני יצירת מעגל עבודה. דבר אחד בניסיון לקרוא את פעילות המוח מהקרקפת הוא שיש מתח קטן מאוד שאפשר למעשה לקרוא אותו. טווח נורמלי לגל מוח מבוגר הוא בין 10 uV ל- 100 uV. בשל מתח כניסה קטן כל כך, יהיה צורך בהגברה גדולה בפלט הכולל של המעגל, עדיף גדול מ -10, 000 פעמים מהקלט. דבר נוסף שצריך לזכור בעת יצירת EEG הוא שהגלים האופייניים שהוצאנו נעים בין 1 הרץ ל -60 הרץ. בידיעה זו, יצטרכו להיות מסננים שונים שיחלימו כל תדר לא רצוי מחוץ לרוחב הפס.

אספקה

מגבר תפעולי LM741 (4)

נגד -8.2 קאוהם (3)

נגד -820 אוהם (3)

נגד 100 אוהם (3)

נגד -15 קאוהם (3)

נגד -27 קאוהם (4)

-0.1 קבלים uF (3)

-100 קבלים uF (1)

-לוח (1)

-מיקרו -בקר ארדואינו (1)

-סוללות 9V (2)

שלב 1: מגבר מכשור

השלב הראשון ביצירת EEG הוא יצירת מגבר מכשור משלך (INA) שניתן להשתמש בו לקלוט שני אותות שונים ולהוציא אות מוגבר. ההשראה ל- INA זו הגיעה מה- LT1101 שהוא מגבר מכשור נפוץ המשמש להבדיל אותות. באמצעות 2 מגברי LM741 המבצעיים שלך, תוכל ליצור את ה- INA תוך שימוש ביחסים השונים המופיעים בתרשים המעגלים לעיל. עם זאת, תוכל להשתמש בווריאציה של יחסים אלה ועדיין לקבל את אותו התפוקה אם היחס דומה. עבור מעגל זה, אנו מציעים לך להשתמש בנגד של 100 אוהם עבור R, נגד של 820 אוהם עבור 9R ונגד של 8.2 קאוהם עבור 90R. באמצעות סוללות 9V שלך תוכל להפעיל את המגברים התפעוליים. על ידי הגדרת סוללה אחת של 9V להנעת ה- V+ pin, וסוללת ה- 9V השנייה כך שתכנס -9V לתוך ה- V- pin. מגבר מכשור זה אמור לתת לך רווח של 100.

שלב 2: סינון

בעת הקלטת אותות ביולוגיים, חשוב לזכור את הטווח בו אתה מתעניין ומקורות רעש פוטנציאליים. מסננים יכולים לסייע בפתרון הבעיה. לצורך עיצוב מעגל זה משתמשים במסנן מעבר פס ולאחר מכן מסנן חריץ פעיל כדי להשיג זאת. החלק הראשון של שלב זה מורכב ממסנן מעבר גבוה ולאחר מכן ממסנן מעבר נמוך. הערכים של מסנן זה הינם לטווח תדרים שבין 0.1Hz ל -55Hz, המכיל את תחום התדרים המעניין של אות EEG. זה משמש לסנן אותות המגיעים מחוץ לטווח הרצון. חסיד מתח יושב לאחר מעבר הרצועה לפני מסנן החריץ כדי להבטיח שלמתח היציאה למסנן החריץ יש עכבה נמוכה. מסנן החריץ מוגדר לסנן רעש ב -60 הרץ עם הפחתה של -20dB לפחות באות בגלל עיוות רעש גדול בתדר שלו. לבסוף חסיד מתח אחר להשלמת שלב זה.

שלב 3: מגבר תפעולי שאינו הופך

השלב הסופי של מעגל זה מורכב ממגבר שאינו הפוך להגדלת האות המסונן לטווח 1-2V בעלייה של כ- 99. בשל עוצמת אות הכניסה הקטנה מאוד מגלי המוח, השלב הסופי הזה הוא נחוץ כדי להפיק צורת גל פלט שקל להציג ולהבין בהשוואה לרעשי הסביבה הפוטנציאליים. כמו כן יש לציין כי קיזוז DC ממגברים שאינם היפוך הוא תקין ויש לקחת אותו בחשבון בעת ניתוח והצגת הפלט הסופי.

שלב 4: המרה אנלוגית לדיגיטלית

לאחר סיום המעגל כולו, יש לאתר את האות האנלוגי שהגברנו לאורך המעגל. למרבה המזל, אם אתה משתמש במיקרו בקר arduino, יש כבר ממיר אנלוגי לדיגיטלי (ADC) מובנה. היכולת להוציא את המעגל שלך לכל אחד מששת הסיכות האנלוגיות המובנות בארדואינו, תוכל לקודד אוסצילוסקופ אל המיקרו -בקר. בקוד המוצג לעיל, אנו משתמשים בסיכה האנלוגית A0 כדי לקרוא את צורת הגל האנלוגית ולהמיר אותה לפלט דיגיטלי. כמו כן, כדי להקל על הקריאה, עליך להמיר את המתח מטווח של 0 - 1023, לטווח של 0V ל- 5V.