8 kanallı taşınabilir eeg ölçüm cihazı
Yükleniyor...
Dosyalar
Tarih
2018
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Bursa Teknik Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Elektroensefalografi (EEG) beyin dalgalarının, kafatası ya da beyin yüzeyinde oluşturduğu elektrik akımları yardımıyla ölçülmesini sağlayan yöntemdir. 1929 yılında Alman hekim Hans Berger tarafından önerilmiştir. EEG ölçümleri epilepsi gibi hastalıkların tanısında, epilepsi nöbetlerinin, beyin tümörünün tespitinde, uyku bozukluklarında, bazı psikiyatrik değerlendirmelerin yapılmasında, anestezi derinliğinin ölçülmesinde, beyin ölümünün ve bazı beyin anormalliklerinin tespitinde kullanılır. Ayrıca EEG sinyalleri kullanılarak gerçekleştirilen insan makine arayüzü uygulamaları son yıllarda giderek artmaktadır. Bu uygulamalarla birlikte taşınabilir ve giyilebilir EEG ölçümlerine duyulan ihtiyaç artmıştır. EEG işaretleri durağan olmayan, bir boyutlu, çok düşük genliklere sahip, gürültü kaynaklarından yüksek oranda etkilenen işaretlerdir. Bu nedenle düşük gürültülü, yüksek çözünürlüklü, yüksek ortak mod bastırma oranına sahip ölçüm sistemleri ile ölçülebilmektedir. Bu yüksek lisans tezi kapsamında uzun süreli EEG ölçümleri, taşınabilir EEG ölçüm cihazının gerekli olduğu uygulamalar, insan makine arayüzü uygulamaları, anestezi derinliği tespiti gibi uygulamalarda kullanılabilecek EEG sinyalleri ve diğer biyoelektrik işaretleri dalga formunu bozmadan ölçebilecek, küçük boyutlu (54,5 x 29,0 mm2), yüksek hassasiyet (11 nV – 24 bit), düşük giriş gürültüsü (1 µV) ve düşük güç tüketimine (195 mW) sahip 8 kanallı, kablosuz olarak haberleşebilen taşınabilir ölçüm sistemi tasarlanmış ve gerçekleştirilmiştir. Ölçüm sistemi tasarımında kuvvetlendirici ve analog sayısal dönüştürücü olarak biyopotansiyel işaretler için özelleştirilmiş ADS1299 analog ön-uç (Analog Front-End (AFE)) tümdevresi, haberleşme birimi olarak Microchip RN4020 bluetooth modülü, kayıt birimi olarak hafıza kartı, kontrol birimi olarak Atmel Atmega328p mikrodenetleyici kullanılmıştır. Sistemin uzun süre (28 saat) çalışabilmesi için 1400 mAh'lik Li-po batarya ile beslenmiştir. Sistemden alınan ölçümler bluetooth haberleşme üzerinden bir merkezi birime (kişisel bilgisayar) gönderilmekte, alınan veriler bir bilgisayar yazılımı ile kaydedilerek işaret işleme yazılımları ile analiz edilebilmektedir. Bluetooth bağlantısının olmadığı durumlarda ise veriler hafıza kartına kaydedilerek veri kaybı önlenmektedir. Çalışmanın ilk aşamasında ADS1299 tümdevresinin performansı incelenmiştir. Elde edilen bilgiler ışığında devre tasarımları yapılmış ve testleri gerçekleştirilmiş daha sonra kontrol ve bilgisayar yazılımları yazılmış, son olarak sistemden test işareti ve alınan EEG işareti ölçümleri EEG ölçüm sistemin farklı senaryolar için kabul edilebilir doğrulukta çalışabileceği göstermiştir. Önerilen geliştirmeye açık cihaz tasarımı hacim olarak küçük, düşük güç tüketimine sahip ve yüksek doğrulukta olduğundan EEG işareti kullanılan birçok mühendislik sisteminde modüler olarak kullanılabilecektir.
Electroencephalography (EEG) is a method by which brain waves can be measured by electric currents generated on the skull or brain surface. It was proposed by the German physician Hans Berger in 1929. EEG measurements are used in the diagnosis of epilepsy, in detecting epileptic seizures, brain tumors, brain death and certain brain abnormalities in sleep disorders, in measurement of anesthesia depth and in making some psychiatric evaluations. Besides, Brain-Machine Interface applications using EEG signals have become increasingly popular in recent years. With these applications, the need for portable and wearable EEG measurements has increased. EEG signals are non-stationary, one-dimensional, very low-amplitude, high-frequency signals that are affected by noise sources. For this reason, it can be measured with low noise, high resolution, high common mode suppression ratio measurement systems. In this master thesis A portable 8 channel EEG measurement system is designed and implemented which can be used in applications such as long-term EEG measurements, applications where portable EEG measurement equipment is needed, human machine interface applications, anesthesia depth detection. The system have small size (54,5 x 29,0 mm2), high sensitivity (11 nV – 24 bit), low input noise (1 µV) and low power consumption (195 mW). In this measurement system design; ADS1299 Analog Front-End (AFE) integrated circuit customized for biopotential signals as amplifier and analog-digital converter, Microchip RN4020 bluetooth module as communication unit and Atmel Atmega328p microcontroller as control unit are used. The system is powered by 1400 mAh Li-po battery for long time (28 hours) operation. The measurements taken from the system are sent to a central computer (personal computer) via bluetooth communication, and the received data can be recorded with a computer software and analyzed with signal processing software. In the absence of a bluetooth connection, data is stored on the memory card to prevent data loss. During the first phase of the study, the performance of the ADS1299 integrated circuit was examined. Circuit designs were made in the light of the obtained information, tests were performed. Then control and computer software were written. Test and EEG signal measurements from the system have shown that the EEG measurement system can operate at acceptable accuracy for different scenarios. The proposed device design is open to development can be used as a modular in many engineering systems using EEG signals since small in volume, low power consumption and high accuracy
Electroencephalography (EEG) is a method by which brain waves can be measured by electric currents generated on the skull or brain surface. It was proposed by the German physician Hans Berger in 1929. EEG measurements are used in the diagnosis of epilepsy, in detecting epileptic seizures, brain tumors, brain death and certain brain abnormalities in sleep disorders, in measurement of anesthesia depth and in making some psychiatric evaluations. Besides, Brain-Machine Interface applications using EEG signals have become increasingly popular in recent years. With these applications, the need for portable and wearable EEG measurements has increased. EEG signals are non-stationary, one-dimensional, very low-amplitude, high-frequency signals that are affected by noise sources. For this reason, it can be measured with low noise, high resolution, high common mode suppression ratio measurement systems. In this master thesis A portable 8 channel EEG measurement system is designed and implemented which can be used in applications such as long-term EEG measurements, applications where portable EEG measurement equipment is needed, human machine interface applications, anesthesia depth detection. The system have small size (54,5 x 29,0 mm2), high sensitivity (11 nV – 24 bit), low input noise (1 µV) and low power consumption (195 mW). In this measurement system design; ADS1299 Analog Front-End (AFE) integrated circuit customized for biopotential signals as amplifier and analog-digital converter, Microchip RN4020 bluetooth module as communication unit and Atmel Atmega328p microcontroller as control unit are used. The system is powered by 1400 mAh Li-po battery for long time (28 hours) operation. The measurements taken from the system are sent to a central computer (personal computer) via bluetooth communication, and the received data can be recorded with a computer software and analyzed with signal processing software. In the absence of a bluetooth connection, data is stored on the memory card to prevent data loss. During the first phase of the study, the performance of the ADS1299 integrated circuit was examined. Circuit designs were made in the light of the obtained information, tests were performed. Then control and computer software were written. Test and EEG signal measurements from the system have shown that the EEG measurement system can operate at acceptable accuracy for different scenarios. The proposed device design is open to development can be used as a modular in many engineering systems using EEG signals since small in volume, low power consumption and high accuracy
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control, Biyoteknoloji, Biotechnology, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering, Baskı devre, Printed circuit, Biyolojik ölçüm yöntemleri, Biological measurement methods, Biyomedikal işaretler, Biomedical signals, Biyomedikal mühendisliği, Biomedical engineering, Biyomedikal uygulamalar, Biomedical applications, Elektronik devreler, Electronic circuits, Elektronik ölçüm sistemleri, Electronic measurement systems
