طراحی الکترود آرایه ای مغزی با حداقل امپدانس الکترود-پوست

در سیستم های ثبت پتانسیل حیاتی میزان دسترسی الکترود به پوست سر رابطه ی مستقیم با کیفیت سیگنال های اخذ شده دارد. چراکه در الکتروهای فعال بدلیل عدم استفاده از الکترولیت، دی الکتریک بین الکترود و پوست نقش مهمی در ایجاد نویز بر روی سیگنال دریافتی خواهد داشت. از آنجا که تغیر شرایط ارتباط الکترود با پوست مخصوصا در ثبت سیگنال مغزی تاثیر مستقیم در ظرفیت خازنی بین الکترود و پوست دارد، تثبیت این اندازه یکی از مهمترین راههای کاهش نویز می باشد. بنابراین در طراحی ساختار الکترودها سعی شده جهت رسیدن به حداقل امپدانس الکترود پوست این مقدار تا حد امکان کنترل شود. میزان رسانایی آلیاژ صفحات الکترود و شکل هندسی آن جهت دستیابی مطلوب به پوست سر و میزان پایداری روی پوست از عوامل تعیین کننده ی میزان امپدانس الکترود-پوست میباشد. در این پروژه چهار مدل الکترود نیمه مرطوب و یک مدل الکترود خشک از جنس نقره معرفی شده است که از این بین از الکترود خشک هشت پین و الکترود نیمه مرطوب تک پین بهترین نتایج حاصل شده است. به منظور ارزیابی الکترودها، ثبت سیگنال مغزی از 9 نفر با محدوده ی سنی متفاوت (از 6تا 50 سال) به صورت همزمان با الکترود مرطوب Ag/AgCl (جهت مقایسه نتایج) 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 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. نتایج نشان میدهد مقادیر حاصل شده از الکترودهای ساخته شده در این پروژه بسیار نزدیک به مقادیر الکترودهای مرطوب مرسوم میباشد. 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 , سیگنال مغزی , EEG , پتانسیل حیاتی , الکترود پزشکی