RnD на ЕЕГ, потрібна допомога, що підсилювач?

14

це моє перше повідомлення, і мені потрібна допомога / порада з пошуку правильних інтегральних схем. Почну з описання тла проекту трохи. Я отримав стипендію для розробки електроенцефалографа з відкритим кодом, готове обладнання забезпечить платформу для людей для розробки різних творчих і терапевтичних застосувань для системи ЕЕГ, тобто музичних контролерів, ігрових контролерів або програм для навчання мозку. Я хочу використовувати Atmel MCU для аналогового цифрового перетворення, я хотів би, щоб він підключився до комп’ютера через USB, і я також хотів би, щоб блок живився через USB-з'єднання. Мені потрібна допомога в пошуку відповідного підсилювача для підсилення сигналів для посилення сигналів від електродів до MCU. У готового пристрою буде 16 каналів, тому я хотів би знайти ІМС з кількома підсилювачами. Електрична активність, підхоплена електродами, буде в районі 200мВ і менше, тому мені знадобиться великий приріст. Чи можна відрегулювати коефіцієнт підсилення схеми підсилювача з MCU за допомогою програми цифрового резистора? Було б добре, якби обладнання можна було б перепрограмувати для роботи з різними аудіо- та сенсорними входами. Будь-яка допомога чи порада була б фантастичною.

Джим.

— Джим
джерело

3

Що не так з OpenEEG? Це відкритий код, і він робить все це.

— ендоліт

@endolith - Це дорого

— Connor Wolf

Є багато дискусій про електроніку ЕЕГ на Open Circuits: Програмований мікросхем EEG

— davidcary

1

пов'язані: electronics.stackexchange.com/questions/25198/…

— davidcary

9

Ваш середній підсилювач вимірювального приладу може легко робити смугу пропускання 1 МГц; а ваш ЕЕГ повинен бути не більше 2kSPS. Таким чином, мультиплексор / зразок та тримати попереду підсилювальний прилад повинен врятувати вас там.

Але врахуйте, що підсилювач повинен становити лише кілька доларів. Чи варто мультиплексування? Якщо ви робите поверхневий монтаж, розмір буде зовсім мінімальним.

Arduino не може оцифрувати швидше, ніж приблизно 10 кСпс, тому вам знадобиться більш швидкий A / D, щоб зробити 16 каналів. Щось, що може зробити 12 біт на 100kSPS, було б непогано. Вони також досить дешеві.

Зверніть увагу, що для безпеки пацієнтів вам потрібна оптична ізоляція сигналів і хороший ізольований блок живлення (акумулятор або подібне). Не бідайте з безпекою в цій галузі - якщо вам потрібно вивести швидкісний потік даних, створіть власні ізолятори або використовуйте фіброоптики для передачі сигналу.

— Тоні Баррі
джерело

Ура, це звучить як найкращий підхід, я думаю, я, мабуть, погляну на дизайн та ардуїнський клон, який має вбудовані підсилювачі для приладів та здоровенний чіп Atmel. Якщо я живлю прилад через USB, чи справді потрібно використовувати оптоізолятори? Я думав, що захисних ланцюгів на USB більшості народів буде більш ніж достатньо

— Джим

Я дивлюся на використання цього мікросхеми Atmel -> search.digikey.com/scripts/DkSearch/… Не зовсім впевнений, але я думаю, що він зробить цю роботу, і, схоже, йому не потрібно окремий чіп для зв'язку з USB

— Джим

2

На USB-портах немає "захисних схем". Коли ви торкаєтесь USB-порту, ви торкаєтеся Землі. Нульова ізоляція. Єдиний раз, коли нормально запускати без ізоляції в ланцюзі ЕЕГ, це якщо він плаває (якщо ви підключені до ноутбука і ноутбук не підключений ні до чого іншого). Просто будуйте справжню ізоляцію, так що вам не доведеться турбуватися про це.

— ендоліт

6

Привіт Джиме, Як прокоментував ендоліт, USB не має захисту. Земля, на яку посилається, може бути локальним "ґрунтовим" потенціалом, а може і ні. Якщо ваш ноутбук підключено до 2-контактного адаптера, то для ноутбука його буде близько 120 В (в Австралії), що дає вам принаймні багато звичайного шуму в режимі, з яким можна протистояти, ймовірна можливість вашого пацієнта отримати "шум "від ваших відвідин, підключених до його голови (!) або в гіршому випадку (від несправності в джерелі живлення), мертвим тілом і зарядом без смерті.

— Тоні Баррі

Для вашого інструментального підсилювача може підійти INA129 від Burr Brown (Техас). Вони доступні як на поверхневому кріпленні (SMT, маленький, SOIC), так і через отвір (TH, великий, DIL). Ви можете просто поставити 16 з них на плату, щоб боротися з локальною поляризацією навколо ваших електродів (що дасть вам найбільші компенсації постійного струму для вирішення). 16 Ампер дозволяє посилити кожну підсилювач, а потім можна придбати через мультиплексор і A / D. Ваш A / D може бути AD7940, який Farnell продає всього за 12 доларів - 100 кССС за 14 біт, одномісний - 0-5V. Приємно.

— Тоні Баррі

6

Для таких ситуацій я думаю, що ви, як правило, бажаєте використовувати підсилювач приладу типу підсилювача. Вони створені для диференціальних сигналів, тому ви можете легко відняти шум, у них дійсно високий коефіцієнт посилення, тому ви можете посилити слабкі сигнали, і вони мають дійсно високий опір, тому вони можуть відчувати делікатні сигнали.

З швидкого ознайомлення з сайтом OpenEEG, як свідчить davr, схоже, що вони використовують основний підсилювач TI INA114AP .

— мотлох
джерело

Будьте здорові чувак, вони здаються ідеальним маленьким підсилювачем, чи є еквівалентний ІС, який може працювати з декількома каналами? Я хотів би зробити 16-канальну ЕЕГ, але я не хочу мати 16 окремих ІС для роботи.

— Джим

Я щойно дивився на свої електроди, вони є одним з'єднанням 1pin міні DIN. Якщо я використовую вимірювальний підсилювач з + і - входами, це означає, що він видасть різницю між двома електродами? Я розгублений, як електроди підключаються. Я досліджував електродний масив, який називається монтреальним 10/20, де вхід всіх електродів підсумовується та використовується для відміни шуму, як це вписується в ланцюг підсилювальних приладів? Поздравляємо, Тодбот

— Джим

Так, ніякого поняття. Я не грав з інструментальними підсилювачами протягом 15 років і ніколи не робив ЕЕГ. Я б перелив OpenEEG. Схоже, там описано декілька різних систем електродів, можливо, ви можете знайти кілька бітів ланцюга, які роблять те, що ви хочете.

— todbot

Привіт за допомогу моторошку

— Джим

Так, це робить різницю між двома електродами, коли сигнали загального режиму скасовуються підсилювачем DRL.

— ендоліт

5

Будь-яка причина, що ви не використовуєте OpenEEG , недорогу систему з відкритим кодом EEG? Вони вже деякий час є, і на їхньому веб-сайті є багато корисної інформації.

— давр
джерело

Я виглядав, що це нормально, але це досить основна настройка, мала бітова глибина та обмеженість каналів, це також досить великий апарат. Я хочу набагато більш компактну і всеосяжну систему. Канал з трохи глибиною 10 - це як мінімум мінімуму для отримання гідного подання сигналу мозку, я обов'язково хочу більше цього

— Джим

5

TI має ADS1298 для переднього торця ЕЕГ та ЕКГ. Він описується як 8-канальний, 24-розрядний аналого-цифровий перетворювач із вбудованою передньою частиною ЕКГ.

— Леон Хеллер
джерело

cheers чувак - минулого тижня я отримав промо-лист від TI, і цей чіп був на першій сторінці - божевільний!

— Джим

Я ще не можу отримати цю фішку - чорт, вони сказали, що вона буде доступна деякий час з травня до середини літа! - поговоримо про підвищення інтересу

— Джим

Замість того, щоб використовувати сировинний чіп безпосередньо, ви можете розглянути можливість використання відкрито-апаратної платформи біопотенціалів на основі ADS1298 на основі цього чіпа у своєму першому прототипі.

— davidcary

4

Підсилювач AD620 має схему в таблиці для схеми ЕКГ. Тут ви також можете знайти аркуші класів, які використовують AD620 для складання ЕКГ ( 1 , 2 , 3 , 4 ). Схожа на схему в аркуші просто набагато більше багатослівної. Це лише одноканальний. Не може швидко відповісти на все ваше запитання, але сподіваюся, що це допоможе.

— цифунк
джерело

На жаль, сигнали ЕКГ-ручки значно сильніші, ніж сигнали, якими обробляє ЕЕГ, все одно дякую, але я думаю, що вони будуть занадто слабкими, щоб забрати сигнал через череп.

— Джим

1

Власне, Джим, апаратне забезпечення, яке Cyphunk запропонувало, повинно бути майже правильним для ваших цілей. Шкірні потенціали, які отримує ЕКГ, порівнянні з показниками ЕЕГ (обидва вимірюють нервовий імпульс). AD620, AD624 або AD625 повинні чудово відповідати вашим цілям, залежно від функціональних можливостей та функцій налаштування схеми, які ви віддаєте перевагу.

— Скептичний флечі

Ура, схематично, я сподівався зробити щось із 16-ти каналів, тому шукав мікросхему, яка має кілька підсилювачів приладів. Чи знаєте ви що-небудь, можете порекомендувати?

— Джим

1

Існує причина, що вони поміщають лише один підсилювач приладу в пакет. Електрична розкладка набагато краща з одним підсилювачем на пакет, і між каналами немає взаємодії.

— Вонор Коннор

2

У 70-х роках ми розробили 8 та 16 канальних телеметричних одиниць для лікарень. Необхідно тримати вхідні виводи закрученими, екранованими та подалі від антени передавача. Для забезпечення безпеки, ми використовували перші літієві клітини для постачання ізольованої енергії. Для посилення сигналу використовуються мікроагрегати L113 з мікроенергією, плоскі пакети. Виходи були мультиплексовані на вхід передавача. Найцікавішою частиною цієї конструкції був метод де-мультиплексування, необхідний для розділення сигналів 8/16 ієгу. Веселитися - це акуратний проект!

— steve
джерело

2

Я створив підсилювач ЕМГ як магістерську роботу. Він використовує в основному стандартні деталі (не дорогі INA) і має функції безпеки, необхідні для медичної електроніки. Вимоги схожі на ЕЕГ-ампер, я думаю. Низькочастотний фільтр і ступінь посилення можна запрограмувати через 2-бітні інтерфейси (00,01,10,11), що здорово, якщо ви хочете підключити його до мікроконтролера.

З АЦП може бути краще зробити ізоляцію на цифровій стороні, але ви, можливо, зможете використовувати деякі ідеї від підсилювача. Приємною особливістю є активний щит на диференціальних вхідних проводах, який дозволяє проводити довжину проводів <10 футів (<3 м) між електродами та підсилювачем, тобто немає маленького коробки підсилювача поза основним корпусом підсилювача.

Сама теза недоступна в Інтернеті, але ви можете знайти ключову главу в кандидатській дисертації, яка частково базується на моїй роботі. Сміливо можете перевірити тут (див. Розділ 8) . Вибачте, документація є німецькою мовою, але схеми схеми досить міжнародні, я думаю.

Також мені не відомі багатоканальні InAmps.

Супутнє: Стратегії зниження шуму в електрофізіології

— зебонавт
джерело

Класно - дякую за PDF .... Я зараз добре прочитав його, це виглядає справді обширним! Я використовував інструменти ASD1298 від Texas (має 8 підсилювачів), це здається найкращим кандидатом для мого проекту. Просто так зайнятий іншими проектами прямо зараз! Незабаром доведеться потріскатися з ЕЕГ. Дякую за інформацію та допомогу :)

— Джим

1

ModularEEG використовує INA114 .

Звукова карта EEG використовує підсилювач приладів AD8221 . Так, ви можете відрегулювати посилення за допомогою цифрового горщика, але чому б ви цього хотіли?

alt text http://www.analog.com/static/imported-files/images/verified_circuits/CN0114_00_0415.gif

Також пошук: http://www.google.com/search?q=site%3Ati.com+PHYSIOLOGICAL+AMPLIFIERS%3A+EEG

— ендоліт
джерело

Я хочу зробити багатоцільову плату, яку можна перепрограмувати для роботи з різними аудіо- та сенсорними входами. Це ніби як Arduino, але для людей, які хочуть зробити більш серйозний DSP. Привіт за допомогу

— Джим

Я поїхав і купив деякі з цих підсилювачів приладів для інструментальних інструментів Texas. Вони схожі на бізнес, я просто намагаюся розробити спосіб зробити багатоканальний. Було б добре, якби всі сигнали могли пройти через АЦП MCU, і я міг би потім перехрестити їх з комп'ютером. Я думав, що було б добре, якби користувач міг просто вибрати (в інтерфейсі програмного забезпечення користувача) довільний канал, який комп'ютер потім вважатиме загальним режимом, наприклад

— Джим,

Закінчення програмного забезпечення повинно бути досить простим для мене, але, ймовірно, знадобиться набагато більше часу, щоб я розробив, як буде йти обладнання!

— Джим