طراحي دستگاه ثبت EEG با الكترود فعال

كارشناسي ارشد

الكتروانسفالوگرام (EEG) دستگاهي براي اندازه گيري و ثبت فعاليت الكتريكي مغز است. داده‌هاي سيگنال EEG به عنوان منبعي براي تحليل عملكرد مغز انسان مورد استفاده قرار مي‌گيرند. هدف از اين مطالعه طراحي يك سيستم چند كاناله (8كانال همزمان) EEG مبتني بر سيستم‌هاي نهفته است. در اين پروژه بر خلاف روش‌هاي مرسوم كه ابتدا به تقويت سيگنال مغزي پرداخته و سپس با يك ADC با تفكيك‌پذيري پايين از آن نمونه برداري مي‌كنند، از يك ADC با رزولوشن بالا استفاده شده است تا مشكلات ناشي از تقويت مانند اضافه شدن نويز تقويت‌كنندگي و غيره جلوگيري به عمل آيد. همچنين با توجه به ضعيف بودن سيگنال‌هاي مغزي، نيازمند پياده‌سازي چندين طبقه فيلتر در سخت افزار است تا تاثير عوامل محيطي نظير برق شهر بر روي سيگنال اصلي به حداقل برسد، اما با توجه به تلورانس قطعات و افت ايجاد شده توسط طبقات فيلتر، بايد از فيلتر فعال استفاده شود. با وجود مزاياي فيلتر فعال، هرچه طبقات بيشتر شود، همزمان با رسيدن به پاسخ فركانسي مطلوب‌تر، به دليل افزايش تعداد قطعات الكترونيكي نويز سيستم افزايش مي‌يابد. براي حل اين مشكل نيز راهكار جايگزين پيشنهادي در اين پروژه حذف مراحل فيلتر سخت‌افزاري و انتقال آن به حوزه نرم‌افزار است. براي داشتن تغذيه مناسب و پايدار، تمهيدات لازم نظير استفاده از رگولاتورهاي با PSRR بالا در نظر گرفته شده است. براي داشتن حاشيه نويز مناسب، مسائل مربوط به EMI و غيره برد اصلي چهار لايه طراحي شده است. ارتباط دستگاه از طريق پورت USB و به صورت همزمان بلوتوث برقرار مي شود. در رايانه يك نرم افزار طراحي شده كه داده جمع آوري شده را فيلتر، نمايش و ذخيره‌سازي مي‌كند. براي صحت سنجي عملكرد دستگاه تست نويز ورودي دستگاه و نويز تغذيه انجام شده است. به كمك طراحي اصولي و رعايت نكات لازم سطح نويز بسيار عالي 3/0 ميكرو ولت به دست آمده است. به منظور آزمايش دستگاه جهت ثبت سيگنال‌هاي حياتي، ابتدا سيگنال قلبي (ECG) ثبت و سپس در زمينه سيگنال EEG باند فركانسي آلفا و سيگنال‌هاي حركت چشمي ثبت شده اند. كليد واژه‌ : الكتروانسفالوگرام، واسط مغز و رايانه، EEG، BCI.

193555

دانشگاه علم و صنعت ايران

سيستم هاي الكترونيك ديجيتال

دكتر ستار ميرزا كوچكي