BME 305 EEG: 4 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:17

Një elektroencefalogram (EEG) është një pajisje që përdoret për të matur aktivitetin elektrik të trurit të një subjekti. Këto teste mund të jenë shumë të dobishme në diagnostikimin e çrregullimeve të ndryshme të trurit. Kur përpiqeni të bëni një EEG, ka parametra të ndryshëm që duhen mbajtur parasysh para se të krijoni një qark pune. Një gjë në përpjekjen për të lexuar aktivitetin e trurit nga lëkura e kokës është se ekziston një tension shumë i vogël që në fakt mund të lexohet. Një diapazon normal për një valë truri të të rriturve është nga rreth 10 uV në 100 uV. Për shkak të një tensioni kaq të vogël hyrës, do të duhet të ketë një amplifikim të madh në daljen totale të qarkut, mundësisht më të madh se 10, 000 herë të hyrjes. Një gjë tjetër që duhet të kihet parasysh gjatë krijimit të një EEG është se valët tipike që prodhojmë shkojnë nga 1 Hz në 60 Hz. Duke e ditur këtë, do të duhet të ketë filtra të ndryshëm që do të zbusin çdo frekuencë të padëshiruar jashtë gjerësisë së brezit.

Furnizimet

-LM741 amplifikator operacional (4)

-8.2 kOhm rezistencë (3)

-820 Ohm rezistencë (3)

-1 Rezistencë Ohm (3)

Rezistencë -15 kOhm (3)

Rezistencë -27 kOhm (4)

-0.1 uF kondensator (3)

-100 uF kondensator (1)

-Breadboard (1)

-Mikrokontrolluesi arduino (1)

-Bateri 9V (2)

Hapi 1: Përforcuesi i instrumenteve

Hapi i parë në krijimin e një EEG është krijimi i amplifikatorit tuaj të instrumenteve (INA) që mund të përdoret për të marrë dy sinjale të ndryshme dhe për të nxjerrë një sinjal të amplifikuar. Frymëzimi për këtë INA erdhi nga LT1101 i cili është një përforcues i zakonshëm i instrumenteve i përdorur për të diferencuar sinjalet. Duke përdorur 2 nga amplifikatorët tuaj operativ LM741, ju mund të krijoni INA duke përdorur raportet e ndryshme të dhëna në diagramin e qarkut më sipër. Sidoqoftë, mund të përdorni një ndryshim të këtyre raporteve dhe prapë të merrni të njëjtin prodhim nëse raporti është i ngjashëm. Për këtë qark, ne ju sugjerojmë të përdorni një rezistencë 100 ohm për R, rezistencë 820 ohm për 9R dhe rezistencë 8.2 kOhm për 90R. Duke përdorur bateritë tuaja 9V ju do të jeni në gjendje të fuqizoni amplifikatorët operacionalë. Duke vendosur një bateri 9V për të fuqizuar pinin V+, dhe baterinë tjetër 9V në mënyrë që të futë -9V në pin -V. Ky përforcues i instrumenteve duhet t'ju japë një fitim prej 100.

Hapi 2: Filtrimi

Kur regjistroni sinjale biologjike, është e rëndësishme të keni parasysh gamën për të cilën jeni të interesuar dhe burimet e mundshme të zhurmës. Filtrat mund të ndihmojnë në zgjidhjen e kësaj. Për këtë dizajn qarku, një filtër kalimi brezi i ndjekur nga një filtër aktiv i nivelit përdoren për të arritur këtë. Pjesa e parë e kësaj faze përbëhet nga një filtër me kalim të lartë dhe më pas një filtër me kalim të ulët. Vlerat për këtë filtër janë për një gamë frekuence nga 0.1Hz në 55Hz, e cila përmban gamën e frekuencës së sinjalit EEG të interesit. Kjo shërben për të filtruar sinjalet që vijnë nga jashtë gamës së dëshirës. Një ndjekës i tensionit pastaj ulet pasi brezi të kalojë para filtrit të nivelit për të siguruar që tensioni i daljes në filtrin e nivelit të ketë rezistencë të ulët. Filtri i nivelit është vendosur për të filtruar zhurmën në 60Hz me të paktën një reduktim të sinjalit -20dB për shkak të shtrembërimit të madh të zhurmës në frekuencën e tij. Më në fund një tjetër ndjekës i tensionit për të përfunduar këtë fazë.

Hapi 3: Përforcuesi Operacional jo-përmbysës

Faza përfundimtare e këtij qarku përbëhet nga një përforcues jo përmbysës për të rritur sinjalin e filtruar në intervalin 1-2V me një fitim prej rreth 99. Për shkak të fuqisë shumë të vogël të sinjalit hyrës nga valët e trurit, kjo fazë përfundimtare është e nevojshme për të dhënë një formë valore dalëse që është e lehtë të shfaqet dhe kuptohet në krahasim me zhurmën e mundshme të ambientit. Duhet gjithashtu të theksohet se një kompensim DC nga amplifikatorët jo-përmbysës është normal dhe duhet të merret parasysh kur analizohet dhe shfaqet dalja përfundimtare.

Hapi 4: Konvertimi analog me dixhital

Pasi të ketë përfunduar i gjithë qarku, sinjali analog që kemi përforcuar në të gjithë qarkun duhet të digjitalizohet. Fatmirësisht, nëse përdorni një mikrokontrollues arduino, tashmë ekziston një konvertues analog në dixhital (ADC). Duke qenë në gjendje të nxjerrni qarkun tuaj në cilindo nga gjashtë kunjat analoge të integruar në arduino, ju jeni në gjendje të kodoni një oshiloskop në mikrokontrollues. Në kodin e treguar më lart, ne përdorim pinin analog A0 për të lexuar formën valore analoge dhe për ta kthyer atë në një dalje dixhitale. Gjithashtu, për t'i bërë gjërat më të lehta për t'u lexuar, duhet të konvertoni tensionin nga një interval prej 0 - 1023, në një interval prej 0V në 5V.