Esta es mi primera publicación, y necesito ayuda / consejo para encontrar los circuitos integrados correctos. Comenzaré describiendo un poco los antecedentes del proyecto. Recibí una beca para desarrollar un electroencefalograma de código abierto, el hardware terminado proporcionará una plataforma para que las personas desarrollen varios usos creativos y terapéuticos para un sistema EEG, es decir, controladores de música, controladores de juegos o programas de entrenamiento cerebral. Quiero usar un Atmel MCU para la conversión de analógico a digital, me gustaría que se conecte a una computadora a través de USB y también me gustaría que la unidad se alimente mediante la conexión USB. Necesito ayuda para encontrar un IC de amplificador operacional adecuado para amplificar las señales de los electrodos antes de la MCU. El dispositivo terminado tendrá 16 canales, por lo que me gustaría encontrar un IC con múltiples amplificadores operacionales. La actividad eléctrica captada por los electrodos estará en la región de 200mV y menos, por lo que necesitaré mucha ganancia. ¿Es posible ajustar la ganancia de un circuito de amplificador operacional con un MCU utilizando un programa de resistencia digital? Sería bueno si el hardware pudiera reprogramarse para que funcione con varias entradas de audio y sensor. Cualquier ayuda o consejo sería fantástico.
Jim
Respuestas:
Su amplificador de instrumentación promedio puede hacer fácilmente un ancho de banda de 1MHz; y su EEG no debe ser más de 2kSPS. Por lo tanto, un multiplexor / Sample and Hold por delante del amplificador de instrumentación debería salvarlo allí.
Pero considere que el amplificador debería ser solo unos pocos dólares. ¿Vale la pena la multiplexación? Si haces Surface Mount, el tamaño será bastante mínimo.
El Arduino no puede digitalizar más rápido que aproximadamente 10kSPS, por lo que necesitaría un A / D más rápido para hacer 16 canales. Algo que pueda hacer 12 bits a 100kSPS sería bueno. También son bastante baratos.
Tenga en cuenta que para la seguridad del paciente necesita aislamiento óptico en las señales y un buen suministro aislado (batería o similar). No se meta con la seguridad en esta área: si necesita obtener un flujo de datos de alta velocidad, cree sus propios aisladores o use fibreópticos para transmitir la señal.
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Para tales situaciones, creo que generalmente desea utilizar un amplificador operacional tipo amplificador operacional. Están hechos para señales diferenciales, por lo que puede restar fácilmente el ruido, tienen una ganancia realmente alta, por lo que puede amplificar las señales débiles y tienen impedancias realmente altas, para que puedan sentir señales delicadas.
Desde una lectura rápida del sitio OpenEEG como sugiere davr, parece que usan un amplificador de instrumentación TI INA114AP como el amplificador principal.
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¿Alguna razón por la que no está utilizando OpenEEG , un sistema EEG de bajo costo y código abierto? Han existido por un tiempo y tienen mucha información útil en su sitio web.
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TI tiene el ADS1298 para EEG y ECG. Se describe como un convertidor de analógico a digital de 8 canales y 24 bits con interfaz integrada de ECG.
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El amplificador operacional AD620 tiene un esquema en la hoja de datos para un circuito de ECG. Aquí también puede encontrar hojas de clase que usan el AD620 para construir un ECG ( 1 , 2 , 3 , 4 ). Similar al esquema en la hoja de datos, mucho más detallado. Es solo un canal. No puedo responder rápidamente el resto de su pregunta, pero espero que eso ayude.
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En los años 70 desarrollamos unidades de telemetría de 8 y 16 canales para hospitales. Es necesario mantener los cables de entrada trenzados, apantallados y alejados de la antena del transmisor. Para mayor seguridad, utilizamos las primeras celdas de litio para suministrar energía aislada. Ompamps L113 de microenergía de paquete plano usados para amplificación de señal. Las salidas se multiplexaron a la entrada del transmisor. La parte divertida de este diseño fue el método de desmultiplexación requerido para separar las señales 8/16 eeg. Diviértete, ¡este es un proyecto genial!
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Construí un amplificador EMG como mi tesis de maestría. Utiliza principalmente piezas estándar (no costosos INA) y tiene las características de seguridad requeridas para la electrónica médica. Los requisitos son similares a los amplificadores EEG, supongo. El filtro de paso bajo y la etapa de ganancia se pueden programar a través de interfaces de 2 bits (00,01,10,11), lo cual es genial si desea conectarlo a un microcontrolador.
Con un ADC, puede ser mejor hacer el aislamiento en el lado digital, pero de todos modos puede usar algunas ideas del amplificador. Una buena característica es el blindaje activo en los cables de entrada diferencial que permite longitudes de cable de <10 pies (<3 m) entre los electrodos y el preamplificador, es decir, no hay una pequeña caja de preamplificador fuera de la carcasa principal del amplificador.
La tesis en sí no está disponible en línea, pero puede encontrar el capítulo clave en una tesis doctoral que se basa en parte en mi trabajo. No dude en consultar aquí (véase el capítulo 8) . Lo siento, la documentación está en alemán, pero los diagramas de circuito son bastante internacionales, supongo.
Además, no conozco los InAmps multicanal.
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ModularEEG utiliza INA114 .
Soundcard EEG utiliza el amplificador de instrumentación AD8221 . Sí, puedes ajustar la ganancia con un bote digital, pero ¿por qué quieres hacerlo?
texto alternativo http://www.analog.com/static/imported-files/images/verified_circuits/CN0114_00_0415.gif
Además, una búsqueda: http://www.google.com/search?q=site%3Ati.com+PHYSIOLOGICAL+AMPLIFIERS%3A+EEG
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