RnD auf einem EEG, Hilfe benötigt, welcher Operationsverstärker?

Dies ist mein erster Beitrag, und ich benötige Hilfe / Ratschläge, um die richtigen integrierten Schaltkreise zu finden. Ich beginne mit einer kurzen Beschreibung des Projekthintergrunds. Ich habe ein Stipendium für die Entwicklung eines Open-Source-Elektroenzephalographen erhalten. Die fertige Hardware bietet eine Plattform für die Entwicklung verschiedener kreativer und therapeutischer Anwendungen für ein EEG-System, z. B. Musikcontroller, Gamecontroller oder Gehirntrainingsprogramme. Ich möchte eine Atmel-MCU für die Analog-Digital-Umwandlung verwenden, möchte, dass sie über USB mit einem Computer verbunden wird, und möchte, dass das Gerät über den USB-Anschluss mit Strom versorgt wird. Ich brauche Hilfe bei der Suche nach einem geeigneten Operationsverstärker-IC, um die Signale von den Elektroden vor der MCU zu verstärken. Das fertige Gerät wird 16 Kanäle haben, daher würde ich gerne einen IC mit mehreren Operationsverstärkern finden. Die von den Elektroden aufgenommene elektrische Aktivität wird im Bereich von 200 mV und weniger liegen, daher werde ich viel Verstärkung benötigen. Ist es möglich, die Verstärkung einer Operationsverstärkerschaltung mit einer MCU unter Verwendung eines digitalen Widerstandsprogramms einzustellen? Es wäre schön, wenn die Hardware so umprogrammiert werden könnte, dass sie mit verschiedenen Audio- und Sensoreingängen funktioniert. Jede Hilfe oder Beratung wäre fantastisch.

Jim.

Ihr durchschnittlicher Instrumentenverstärker kann problemlos eine Bandbreite von 1 MHz erreichen. und Ihr EEG sollte nicht mehr als 2kSPS betragen. Ein Multiplexer / Sample and Hold vor dem Instrumentenverstärker sollte Sie also dort retten.

Aber denken Sie daran, dass der Amp nur ein paar Dollar kosten sollte. Lohnt sich das Multiplexen? Wenn Sie die Oberflächenmontage durchführen, ist die Größe recht gering.

Das Arduino kann nicht schneller als etwa 10kSPS digitalisieren, sodass Sie für 16 Kanäle einen schnelleren A / D benötigen würden. Etwas, das 12 Bit bei 100kSPS kann, wäre schön. Sie sind auch ziemlich billig.

Beachten Sie, dass Sie aus Gründen der Patientensicherheit eine optische Trennung der Signale und eine gute isolierte Versorgung (Batterie oder ähnliches) benötigen. Machen Sie sich in diesem Bereich keine Sorgen um die Sicherheit - wenn Sie einen Hochgeschwindigkeitsdatenstrom benötigen, bauen Sie Ihre eigenen Isolatoren oder verwenden Sie Glasfasern, um das Signal zu übertragen.

Ich denke, dass Sie in solchen Situationen im Allgemeinen einen Operationsverstärker mit Instrumentenverstärker verwenden möchten . Sie sind für Differenzsignale ausgelegt, sodass Sie das Rauschen leicht herausfiltern können. Sie haben eine sehr hohe Verstärkung, Sie können die schwachen Signale verstärken und sie haben eine sehr hohe Impedanz, sodass sie empfindliche Signale erfassen können.

Nach einer kurzen Durchsicht der OpenEEG- Site, wie Davr vorschlägt, sieht es so aus, als ob sie einen TI INA114AP- Instrumentenverstärker als Hauptverstärker verwenden.

Haben Sie einen Grund, warum Sie OpenEEG , ein kostengünstiges Open-Source-EEG-System, nicht verwenden? Sie sind schon eine Weile da und haben viele nützliche Informationen auf ihrer Website.

TI verfügt über das ADS1298 für EEG- und EKG-Frontends. Es handelt sich um einen 8-Kanal-24-Bit-Analog-Digital-Wandler mit integriertem EKG-Frontend.

Der Operationsverstärker AD620 enthält im Datenblatt einen Schaltplan für eine EKG-Schaltung. Hier finden Sie auch Klassenblätter, in denen mit dem AD620 ein EKG erstellt wird ( 1 , 2 , 3 , 4 ). Ähnlich wie beim Schaltplan im Datenblatt nur viel ausführlicher. Es ist nur ein Kanal. Ich kann den Rest Ihrer Frage nicht schnell beantworten, hoffe aber, dass dies hilft.

In den 70er Jahren haben wir 8 und 16 Chan-EEG-Telemetriegeräte für Krankenhäuser entwickelt. Die Eingangsleitungen müssen verdrillt, abgeschirmt und von der Sendeantenne entfernt sein. Aus Sicherheitsgründen haben wir die allerersten Lithiumzellen für die Versorgung mit isoliertem Strom verwendet. Verwendete L113 Micro-Power-Flatpack-Operationsverstärker zur Signalverstärkung. Die Ausgänge wurden auf den Sendereingang gemultiplext. Der unterhaltsame Teil dieses Entwurfs war die Methode des Demultiplexens, die zum Trennen der 8/16-EEG-Signale erforderlich ist. Viel Spaß - das ist ein ordentliches Projekt!

Ich habe als Masterarbeit einen EMG-Verstärker gebaut. Es verwendet zumeist Standardteile (keine teuren INAs) und verfügt über die für die medizinische Elektronik erforderlichen Sicherheitsmerkmale. Die Anforderungen sind ähnlich wie bei EEG-Verstärkern, denke ich. Das Tiefpassfilter und die Verstärkungsstufe können über 2-Bit-Schnittstellen (00,01,10,11) programmiert werden, was cool ist, wenn Sie es an einen Mikrocontroller anschließen möchten.

Bei einem ADC ist es möglicherweise besser, die Isolierung auf der digitalen Seite vorzunehmen, aber Sie können möglicherweise trotzdem einige Ideen vom Verstärker verwenden. Eine nette Eigenschaft ist die aktive Abschirmung an den Differenzeingangskabeln, die Kabellängen von <3 m zwischen den Elektroden und dem Vorverstärker ermöglicht, dh keine kleine Vorverstärkerbox außerhalb des Hauptgehäuses des Verstärkers.

Die Arbeit selbst ist nicht online verfügbar, aber Sie finden das Schlüsselkapitel in einer Doktorarbeit, die teilweise auf meiner Arbeit basiert. Hier können Sie nachschauen (vgl. Kapitel 8) . Entschuldigung, die Dokumentation ist in Deutsch, aber die Schaltpläne sind ziemlich international, denke ich.

Außerdem sind mir Mehrkanal-InAmps nicht bekannt.

Verwandte: Strategien zur Rauschunterdrückung in der Elektrophysiologie

ModularEEG verwendet INA114 .

Das Soundkarten-EEG verwendet den Instrumentenverstärker AD8221 . Ja, Sie können die Verstärkung mit einem digitalen Pot einstellen, aber warum sollten Sie das wollen?

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

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