BME 305 EEG: 4 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:45

Elektroensefalogram (EEG), bir mövzunun elektrik beyin fəaliyyətini ölçmək üçün istifadə olunan bir cihazdır. Bu testlər müxtəlif beyin xəstəliklərinin diaqnozunda çox faydalı ola bilər. EEG etmək istəyərkən, bir iş dövrəsi yaratmadan əvvəl nəzərə alınması lazım olan fərqli parametrlər var. Baş dərisindən beyin fəaliyyətini oxumağa çalışmağın bir xüsusiyyəti, oxuya biləcəyiniz çox kiçik bir gərginliyin olmasıdır. Yetkin bir beyin dalğası üçün normal diapazon təxminən 10 uV ilə 100 uV arasındadır. Belə kiçik bir giriş gərginliyi səbəbiylə, dövrənin ümumi çıxışında, tercihen girişin 10 000 qatından çox böyük bir amplifikasiyaya ehtiyac olacaq. EEG yaratarkən yadda saxlamalı olduğumuz başqa bir şey, 1 Hz -dən 60 Hz -ə qədər çıxdığımız tipik dalğaların olmasıdır. Bunu bilə -bilə, bant genişliyi xaricində istənməyən tezliyi zəiflədən fərqli filtrlərin olması lazım olacaq.

Təchizat

-LM741 əməliyyat gücləndiricisi (4)

-8.2 kOhm müqavimət (3)

-820 Ohm müqavimət (3)

-100 Ohm müqavimət (3)

-15 kOhm müqavimət (3)

-27 kOhm müqavimət (4)

-0.1 uF kondansatör (3)

-100 uF kondansatör (1)

-Çörək paneli (1)

-Arduino mikro nəzarətçisi (1)

-9V batareya (2)

Addım 1: Alət Gücləndiricisi

EEG yaratmağın ilk addımı, iki fərqli siqnal qəbul etmək və gücləndirilmiş bir siqnal çıxarmaq üçün istifadə edilə bilən öz cihaz gücləndiricinizi (INA) yaratmaqdır. Bu INA üçün ilham, siqnalları fərqləndirmək üçün istifadə edilən ümumi bir cihaz gücləndiricisi olan LT1101 -dən gəldi. LM741 əməliyyat gücləndiricilərinizdən 2 -ni istifadə edərək, yuxarıdakı dövrə diaqramında verilən müxtəlif nisbətləri istifadə edərək INA yarada bilərsiniz. Bu nisbətlərin bir dəyişikliyindən istifadə edə bilərsiniz və nisbət oxşar olarsa yenə də eyni çıxışı əldə edə bilərsiniz. Bu dövrə üçün R üçün 100 ohm, 9R üçün 820 ohm və 90R üçün 8.2 kOhm rezistor istifadə etməyi təklif edirik. 9V batareyalarınızdan istifadə edərək əməliyyat gücləndiricilərini gücləndirə bilərsiniz. V+ pinini gücləndirmək üçün bir 9V batareya, digər 9V batareyanı isə V -pininə -9V daxil etmək üçün quraraq. Bu alət gücləndiricisi sizə 100 qazanc verməlidir.

Addım 2: Filtrləmə

Bioloji siqnalları qeyd edərkən, maraqlandığınız diapazonu və potensial səs -küy mənbələrini yadda saxlamaq vacibdir. Filtrlər bu problemi həll etməyə kömək edə bilər. Bu dövrə dizaynı üçün buna nail olmaq üçün bir bant keçid filtri və sonra aktiv bir çentik filtri istifadə olunur. Bu mərhələnin birinci hissəsi yüksək keçid filtrindən və sonra aşağı keçid filtrindən ibarətdir. Bu filtrin dəyərləri, EEG siqnalının maraq dairəsini ehtiva edən 0.1Hz -dən 55Hz -ə qədər olan bir tezlik üçündür. Bu, arzu aralığının xaricindən gələn siqnalları süzgəcdən keçirməyə xidmət edir. Bir gərginlik izləyicisi, çentik filtrinə çıxış gərginliyinin aşağı empedansa malik olmasını təmin etmək üçün çentik filtrindən əvvəl bant keçdikdən sonra oturur. Çentik filtri, tezliyində böyük səs -küy təhrifi səbəbiylə siqnalda ən az -20dB azalma ilə 60Hz -də səs -küyü süzmək üçün qurulmuşdur. Nəhayət bu mərhələni tamamlamaq üçün başqa bir gərginlik izləyicisi.

Addım 3: Ters çevrilməyən Əməliyyat Gücləndiricisi

Bu dövrənin son mərhələsi süzülmüş siqnalı 1-2V aralığında təxminən 99 qazancla artırmaq üçün ters çevrilməyən gücləndiricidən ibarətdir. Beyin dalğalarından gələn giriş siqnalının çox kiçik olması səbəbindən bu son mərhələ Potensial mühit səs -küyü ilə müqayisədə göstərmək və anlamaq asan olan bir çıxış dalğa forması vermək üçün lazımdır. Həm də qeyd etmək lazımdır ki, ters çevrilməyən gücləndiricilərdən bir DC axını normaldır və son çıxışı təhlil edərkən və göstərərkən nəzərə alınmalıdır.

Addım 4: Rəqəmsal Dönüşümün analoqu

Bütün dövrə bitdikdən sonra, bütün dövrədə gücləndirdiyimiz analoq siqnalın rəqəmsallaşdırılması lazımdır. Şükürlər olsun ki, bir arduino mikro nəzarətçisindən istifadə edirsinizsə, artıq analogdan rəqəmsal çeviriciyə (ADC) malikdir. Arduino -ya daxil edilmiş altı analog pindən hər hansı birinə dövrə çıxara bilməklə, osiloskopu mikro nəzarətçiyə kodlaya bilərsiniz. Yuxarıda göstərilən kodda, analoq dalğa formasını oxumaq və rəqəmsal çıxışa çevirmək üçün A0 analog pinindən istifadə edirik. Həm də şeylərin oxunmasını asanlaşdırmaq üçün gərginliyi 0 - 1023 aralığından 0V ilə 5V aralığına çevirməlisiniz.