BME 305 EEG: 4 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

'N Elektroencefalogram (EEG) is 'n toestel wat gebruik word om die elektriese breinaktiwiteit van 'n onderwerp te meet. Hierdie toetse kan baie nuttig wees in die diagnose van verskillende breinafwykings. As u 'n EEG probeer maak, is daar verskillende parameters wat in gedagte gehou moet word voordat 'n werkskring geskep word. Een ding om die breinaktiwiteit van die kopvel af te lees, is dat daar 'n baie klein spanning is wat eintlik gelees kan word. 'N Normale omvang vir 'n volwasse breingolf is van ongeveer 10 uV tot 100 uV. As gevolg van so 'n klein ingangsspanning, moet daar 'n groot versterking wees by die totale uitset van die stroombaan, verkieslik groter as 10 000 maal die ingang. 'N Ander ding wat in gedagte gehou moet word tydens die oprigting van 'n EEG, is dat die tipiese golwe wat ons uitgesaai het, wissel van 1 Hz tot 60 Hz. As u dit weet, sal daar verskillende filters moet wees wat enige ongewenste frekwensie buite die bandwydte sal verswak.

Voorrade

-LM741 operasionele versterker (4)

-8.2 kOhm weerstand (3)

-820 Ohm weerstand (3)

-100 Ohm weerstand (3)

-15 kOhm weerstand (3)

-27 kOhm weerstand (4)

-0,1 uF kapasitor (3)

-100 uF kapasitor (1)

-Broodbord (1)

-Arduino mikrobeheerder (1)

-9V batterye (2)

Stap 1: Instrumentasie versterker

Die eerste stap om 'n EEG te skep, is om u eie instrumentasieversterker (INA) te skep wat gebruik kan word om twee verskillende seine op te neem en 'n versterkte sein uit te voer. Die inspirasie vir hierdie INA kom van die LT1101, wat 'n algemene instrumentversterker is wat gebruik word om seine te onderskei. Deur 2 van u LM741 -operasionele versterkers te gebruik, kan u die INA skep met behulp van die verskillende verhoudings in die stroombaan -diagram hierbo. U kan egter 'n variasie van hierdie verhoudings gebruik en steeds dieselfde uitset kry as die verhouding soortgelyk is. Vir hierdie stroombaan stel ons voor dat u 'n weerstand van 100 ohm vir R, 'n weerstand van 820 ohm vir 9R en 'n weerstand van 8,2 kOhm vir 90R gebruik. Deur u 9V -batterye te gebruik, kan u die operasionele versterkers voed. Deur 'n 9V -battery op te stel om die V+ -pen te dryf, en die ander 9V -battery sodat dit -9V in die V -pen invoer. Hierdie instrumentversterker moet u 'n wins van 100 gee.

Stap 2: Filtreer

By die opneem van biologiese seine is dit belangrik om die omvang waarin u belangstel en moontlike bronne van geraas in gedagte te hou. Filters kan help om dit op te los. Vir hierdie kringontwerp word 'n bandpasfilter gevolg deur 'n aktiewe kerffilter gebruik om dit te bereik. Die eerste deel van hierdie fase bestaan uit 'n hoëpasfilter en dan 'n laagdeurlaatfilter. Die waardes vir hierdie filter is vir 'n frekwensiebereik van 0.1Hz tot 55Hz, wat die EEG -seinfrekwensiebereik bevat. Dit dien om seine wat buite die begeerte bereik word, uit te filter. 'N Spanningsvolger sit dan na die bandpas voor die kerffilter om te verseker dat die uitsetspanning na die kerffilter 'n lae impedansie het. Die kerffilter is ingestel om geraas by 60Hz te filter met 'n vermindering van -20dB in die sein as gevolg van groot geraasvervorming by sy frekwensie. Uiteindelik nog 'n spanningsvolger om hierdie fase te voltooi.

Stap 3: nie-omkerende operasionele versterker

Die finale fase van hierdie kring bestaan uit 'n nie-omkeerversterker om die gefiltreerde sein na die 1-2V-reeks te verhoog met 'n wins van ongeveer 99. As gevolg van die baie klein insetseinsterkte van die breingolwe, is hierdie finale fase nodig om 'n uitsetgolfvorm te lewer wat maklik vertoon en verstaan kan word in vergelyking met moontlike omringende geraas. Daar moet ook op gelet word dat 'n GS-offset van nie-omkeerversterkers normaal is en in ag geneem moet word by die ontleding en vertoning van die finale uitset.

Stap 4: Analoog na digitale omskakeling

Sodra die hele stroombaan klaar is, moet die analoog sein wat ons deur die stroombaan versterk het, gedigitaliseer word. Gelukkig, as u 'n arduino -mikrobeheerder gebruik, is daar reeds 'n ingeboude analoog na digitale omskakelaar (ADC). As u u kring na enige van die ses analoog penne wat in die arduino ingebou is, kan uitvoer, kan u 'n ossilloskoop op die mikrokontroleerder kodeer. In die kode hierbo, gebruik ons die analoog A0 -pen om die analoog golfvorm te lees en om te skakel in 'n digitale uitset. Om die lees makliker te maak, moet u die spanning omskakel van 'n reeks van 0 - 1023, na 'n reeks van 0V tot 5V.