EEGでのRnD、ヘルプが必要、どのオペアンプ?


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これが私の最初の投稿であり、適切な集積回路を見つけるための助け/アドバイスが必要です。まず、プロジェクトの背景について少し説明します。オープンソースの脳波計を開発するためのフェローシップを取得しました。完成したハードウェアは、人々がEEGシステムのさまざまな創造的および治療的使用、つまり音楽コントローラー、ゲームコントローラー、または脳トレーニングプログラムを開発するプラットフォームを提供します。アナログからデジタルへの変換にAtmel MCUを使用したいのですが、USBを介してコンピューターに接続し、USB接続で電源を供給したいのです。MCUの前に電極からの信号を増幅するための適切なオペアンプICを見つけるのに助けが必要です。完成したデバイスは16チャンネルになるので、複数のオペアンプを備えたICを見つけたいと思います。電極が拾う電気的活動は200mV以下の領域にあるため、多くのゲインが必要になります。デジタル抵抗プログラムを使用してMCUでオペアンプ回路のゲインを調整することは可能ですか?さまざまなオーディオおよびセンサー入力で動作するようにハードウェアを再プログラミングできると便利です。どんな助けやアドバイスも素晴らしいでしょう。

ジム。


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OpenEEGの何が問題になっていますか?それはオープンソースであり、これらすべてを行います。
エンドリス

@endolith -それは高価だ
コナーウルフ


回答:


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平均的な計装アンプは1MHzの帯域幅を簡単に実現できます。そして、あなたのEEGは2kSPS以下でなければなりません。そのため、計装アンプの前にあるマルチプレクサ/サンプルアンドホールドは、そこにあなたを救うべきです。

しかし、アンプはわずか数ドルであるべきだと考えてください。多重化する価値はありますか?表面実装を行う場合、サイズは非常に最小になります。

Arduinoは約10kSPSよりも速くデジタル化できないため、16チャネルを実行するにはより高速のA / Dが必要です。100kSPSで12ビットを実行できるものがあれば便利です。彼らもかなり安いです。

患者の安全を確保するために、信号の光学的分離と適切な分離電源(バッテリーまたは同様のもの)が必要であることに注意してください。この領域で安全性を損なわないでください。高速データストリームを取得する必要がある場合は、独自のアイソレータを構築するか、光ファイバーを使用して信号を送信してください。


乾杯、それは最良のアプローチのように聞こえますが、おそらく計装アンプと多額のAtmelチップを内蔵したarduinoクローンの設計を検討するでしょう。USB経由でユニットに電力を供給する場合、オプトアイソレータを本当に使用する必要がありますか?私はUSBを超える十分であろうほとんどの人々の保護回路を考えた
ジム・

私はこのAtmelチップの使用を検討しています-> search.digikey.com/scripts/DkSearch / ... 確かではありませんが、うまくいくと思います。USBと通信するために別のチップを必要としないようです
ジム

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USBポートには「保護回路」はありません。USBポートに触れると、アースに触れます。分離はゼロです。EEG回路で孤立せずに実行できるのは、フローティングの場合のみです(ラップトップに接続していて、ラップトップが他に接続されていない場合)。実際に分離して構築するだけで、心配する必要はありません。
エンドリス

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こんにちはジム、endolithがコメントしたように、USBには保護がありません。参照される地球は、ローカルの「接地」電位である場合とそうでない場合があります。ラップトップが2ピンアダプターに接続されている場合、ラップトップの接地は約120VAC(オーストラリア)であり、少なくとも多くのコモンモードノイズに対処する必要があります。 「彼の頭に接続されたリード線(!)または最悪の場合(電源の障害)、死体と過失致死罪から。
トニーバリー

計装アンプには、Burr Brown(Texas)のINA129が適している場合があります。表面実装(SMT、小型、SOIC)およびスルーホール(TH、大型、DIL)で利用可能です。そのうちの16個をボード上に置くだけで、電極の周りの局所的な分極に対処することができます(これにより、対処する最大のDCオフセットが得られます)。16アンペアにより、各アンプが安定し、マルチプレクサとA / Dを介して集録できます。A / DはAD7940で、Farnellはたった12ドルで、100ビットSPSで14ビット、シングルエンド0-5Vで販売しています。いいね
トニーバリー

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このような状況では、一般的に計装アンプタイプのオペアンプを使用したいと思います。差動信号用に作られているため、ノイズを簡単に除去でき、非常に高いゲインがあり、弱い信号を増幅でき、非常に高いインピーダンスがあるため、繊細な信号を感知できます。

より迅速な閲覧OpenEEGの davrが示唆するように、彼らが使うようなサイト、それが見えTI INA114APのメインアンプとして計装アンプを。


乾杯、彼らは完璧な小さなアンプのように聞こえますが、複数のチャンネルを処理できる同等のICはありますか?16チャネルEEGを作成したいのですが、仕事用に16個の個別のICを持ちたくありません。
ジム

私はちょうど私の電極を見てきました、彼らはシングル接続1ピンミニDINです。+および-入力の計装アンプを使用する場合、2つの電極間の差動を出力するということですか?電極の結線方法については少し混乱しています。私はすべての電極の入力を合計してノイズをキャンセルするために使用されるモントリオール10/20と呼ばれる電極アレイを研究していますが、これは計装アンプ回路にどのように適合しますか?再び乾杯トッドボット
ジム

わかりません。私は15年間、計装アンプで遊んだことがなく、EEGのことをやったことがありません。OpenEEGを注いでください。そこには複数の異なる電極システムが記載されているように見えますが、おそらくあなたが望むことをするいくつかの回路ビットを見つけることができます。
todbot

ヘルプtodbotに乾杯
Jim

はい、それは2つの電極間の差異を行い、DRL増幅器によってコモンモード信号がキャンセルされます。
エンドリス

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低コストでオープンソースのEEGシステムであるOpenEEGを使用していない理由は何ですか?彼らはしばらく前から存在しており、彼らのウェブサイトには多くの有用な情報があります。


私はそれが大丈夫だと思ったが、それは非常に基本的なセットアップ、低ビット深度、限られたチャネルであり、非常に大きなハードウェアでもある。もっとコンパクトで包括的なシステムが欲しい。10のビット深度を持つチャネルが、私は間違いなくそれ以上のものをお勧めします脳信号のまともな表現を取得するための最低限のようなものです
ジム

5

TIには、EEGおよびECGフロントエンド用のADS1298があります。これは、ECGフロントエンドが統合された8チャンネル、24ビットのアナログ-デジタルコンバーターとして説明されています。


応援団-先週TIからプロモーションメールを受け取りましたが、このチップはトップページにありました-クレイジー!
ジム

私はまだこのチップを手に入れることができません。-関心を高めることについて話す
ジム

生のチップを直接使用するのではなく、最初のプロトタイプでそのチップに基づいたオープンハードウェアADS1298ベースの生体電位センサープラットフォームの使用を検討することもできます。
-davidcary

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AD620オペアンプのデータシートには、ECG回路の回路図があります。ここでは、また、ECG(ビルドするためにAD620を使用して、クラスのシートを見つけることができます1234)。データシートの回路図と同様に、より詳細になっています。それはただ一つのチャンネルです。カントはあなたの質問の残りの部分に素早く答えますが、それが役立つことを願っています。


残念ながら、ECGが処理する信号は、EEGが処理する信号よりもかなり強力です。とにかく感謝しますが、頭蓋骨から信号を拾うにはあまりにも弱すぎると思います。
ジム

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実際、ジム、Cyphunkが提案したハードウェアは、あなたの目的にちょうどいいはずです。ECGが取得する皮膚電位は、EEG(両方の神経インパルスを測定)の皮膚電位に匹敵します。AD620、AD624、またはAD625は、どの機能と回路セットアップ機能を好むかに応じて、目的に見合ったものになるはずです。
大ざっぱなフレッティ2009

乾杯Sketchy、16チャンネルで何かを作りたいと思っていたので、複数の計装アンプを搭載したチップを探していました。何か知っていますか、お勧めできますか?
ジム

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パッケージに1つの計装アンプしか入れないのには理由があります。電気的レイアウトはパッケージごとに単一のアンプを使用する方がはるかに優れており、チャネル間の相互作用はありません。
コナーウルフ

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70年代には、病院向けに8チャンネルと16チャンネルのeegテレメトリーユニットを開発しました。入力リードをツイスト、シールドし、送信機アンテナから離しておく必要があります。安全性の低さ、私たちは最初のリチウム電池を使用して絶縁電源を供給しました。信号増幅にL113マイクロパワー、フラットパックオペアンプを使用。出力は、トランスミッタ入力に多重化されました。この設計の楽しい部分は、8/16 eeg信号を分離するために必要な逆多重化の方法でした。楽しんでください-これはきちんとしたプロジェクトです!


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私は修士論文としてEMGアンプを作りました。ほとんどが標準部品(高価なINAなし)を使用し、医療用電子機器に必要な安全機能を備えています。要件はEEGアンプに似ていると思います。ローパスフィルターとゲインステージは、2ビットインターフェイス(00,01,10,11)を介してプログラムできます。これは、マイクロコントローラーに接続したい場合に便利です。

ADCの場合、デジタル側でアイソレーションを行う方が良いかもしれませんが、とにかくアンプからのいくつかのアイデアを使用できるかもしれません。優れた機能の1つは、電極とプリアンプの間のワイヤ長が10フィート(<3 m)未満の差動入力ワイヤでのアクティブシールドです。つまり、アンプのメインハウジングの外側にプリアンプボックスがありません。

論文自体はオンラインでは入手できませんが、私の研究に一部基づいている博士論文の重要な章を見つけることができます。こちらでお気軽にご確認ください(第8章を参照)。申し訳ありませんが、ドキュメントはドイツ語ですが、回路図はかなり国際的です。

また、マルチチャネルInAmpについても知りません。

関連:電気生理学におけるノイズ低減戦略


Cool - thanks for the PDF....I'm having a good read through it now, it looks real extensive! I've been using the ASD1298 by Texas instruments (has 8 instrument amps) it looks like the best candidate for my project. Just so busy with other projects right now! Will have to get cracking with the EEG soon. Thanks for the info and help :)
Jim

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I want to make a multi purpose board, that can be reprogrammed to work with various audio and sensor inputs. It's kinda like an Arduino but for people who want to do more serious DSP. Cheers for the help
Jim

I've gone and bought some of those texas instrument instrumentation amps. They look like the business, I'm just trying to work out a way to do multi channel. It would be good if all the signals could pass through the MCU ADCs and I could cross reference them afterward with the computer. I was thinking it would be good if the user could just select (in the software user interface) an arbitrary channel that the computer would then treat as the common mode, for example
Jim

The software end should be easy enough for me to work out, it'll probably take much longer for me to work out how the hardware will go!
Jim
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