طراحی وارزیابی الکترود فعال ثبت سیگنال مغزی

الکترود حس‎ گری است که جریان یونی در بدن را به جریان الکترونی در سیم تبدیل می‎ کند. پتانسیل های حیاتی از سطح پوست توسط الکترودهای مرطوب به بهترین نحو اخذ میشوند اما به دلیل دردسترس نبودن، خشک شدن و نامطلوب بودن ژل برای بیمار محققان سعی بر طراحی الکترودهای خشک و نیمه مرطوب فعال دارند. الکترود معرفی شده در این پروژه از دو بخش مکانیکی والکترونیکی تشکیل میشود، که دربخش الکترونیکی با استفاده از تراشه ابزار دقیق AD620 تقویت کننده ای با امپدانس ورودی بالا، نویز پذیری کم، مصرف انرژی پایین وبهره ی بالا ساخته شده است. در بخش مکانیکی نیز از میکروکامپوزیت پلیمری استفاده شده است که دارای رسانایی بسیار بالا و در عین حال از نظر اقتصادی بسیار ارزان قیمت می باشد. الکترودهای طراحی شده در این تحقیق در دو نوع خشک هشت پین و نیمه مرطوب تک پین ساخته شده اند. به منظور ارزیابی الکترودها، ثبت سیگنال مغزی از 9 نفر با محدوده ی سنی متفاوت (از 6 تا 50 سال) انجام شده است. بعد از ثبت سیگنال با استفاده از تبدیل ویولت، سیگنال اصلی، نویز ناشی از EMG و آرتیفکت های حرکتی از سیگنال خام استخراج شده و سپس توان سیگنال به نویز به طور مجزا برای نویزهای EMG و آرتیفکت های حرکتی محاسبه شده است. همچنین با استفاده از روش Welch طیف توان باندهای فرکانسی مختلف از سیگنال EEG استخراج شده و نهایتا نسبت SMR/Theta و Theta/Beta محاسبه و با نسبت های استخراج شده از الکترود مرطوب مقایسه شده است. طبق نتایج حاصل شده ضریب همبستگی بین سیگنال های اخذ شده با الکترود نیمه مرطوب و مرطوب 0.830 و بین سیگنال های اخذ شده توسط الکترود خشک و مرطوب 0.826 به دست آمده است. الکترودهای طراحی شده در این تحقیق عملکرد مناسبی در ثبت سیگنال مغزی داشته و نویزپذیری کمتری نسبت به الکترودهای مرطوب در هنگام انقباضات عضلانی و نویز EMG داشته اند. البته در الکترود تک پین به دلیل داشتن سطح موثر ناکافی، چنانچه بصورت چند پین طراحی شود نتایج بهتری در بر خواهد داشت.

Keywords:

الکترود فعال , میکرو کامپوزیت رسانا , تقویت کننده EEG , الکترود ثبت امواج مغزی