System akwizycji sygnałów bioelektrycznych z programowanym układem ADS1298

• Autorzy: Pietraszek S. , Komorowski D.

Warianty tytułu

EN

New generation universal programmable ana-log front- end for biopotential measurement

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule zaprezentowano nową koncepcję układu rejestracji sygnałów bioelektrycznych. W prezentowanym systemie akwizycji sygnałów wykorzystano nowy, programowalny uniwersalny moduł przetwarzania ADS1298 firmy Texas Instruments zawierający wejściowe multipleksery, wzmacniacze o programowanym wzmocnieniu, 24 bitowe przetworniki A/C i układ interfejsu szeregowego. Prezentowany system umożliwia rejestrację sygnałów wraz ze składową stałą, co pozwoliło na wyeliminowanie powszechnie stosowanych filtrów górno-przepustowych o dużych stałych czasowych. Prezentowany moduł może znaleźć zastosowanie w aplikacjach biomedycznych do rejestracji różnorodnych sygnałów bioelektrycznych np. sygnału elektrokardiograficznego (EKG), elektrogastrograficznego (EGG) czy sygnału elektroencefalograficznego (EEG).

EN

In this paper a new application of the universal programmable ECG front-end module ADS1298 is presented. To avoid amplification of the input signal dc component in standard biomedical amplifiers after the first stage, an analog high-pass filter is used. Hardware high-pass filters are difficult to change their corner frequency (time constant) and a step change of the dc offset voltage gives a long transient response. This long response saturates the next amplifier and causes decay of the signal for a certain time. Analysis of such a case, given in this work, allows estimating the dead time as a function of some amplifier parameters like distribution of the amplifier gain before and after the high-pass filter, the filter time constant, supply voltages of the first amplifier , the input signal range of an A/D converter and the zoom factor p used in a visuali-zation system. Thanks to the 24-bits resolution of the A/D converter and programmable gain input amplifiers, a biomedical signal can be recorded with its offset, which allows eliminating hardware high-pass filters. High-pass filtering is realised by software, which allows building more flexible systems using the same analog front-end. The proposed solution was tested on simulated signals form generators, ECG phantom and 12 leads ECG signal with good results. It allows constructing portable, universal biomedical recording systems such as 12 leads ECG systems, Holter recorders, EEG recorders EEG recorders, tuned only by software.

Słowa kluczowe

PL

programowany wzmacniacz sygnałów bioelektrycznych; wzmacniacz pomiarowy; przetwornik 24 bitowy delta-sigma

EN

programmable biomedical amplifier; instrumentation amplifier; 24-bits delta sigma A/D converter

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2012
• Tom: R. 58, nr 3
• Strony: 268--271
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab., wzory

Twórcy

autor

Pietraszek S.

autor

Komorowski D.

• Instytut Elektroniki, ul. Akademicka 15, 44-100 Gliwice,

Bibliografia

• [1] Augustyniak P.: Przetwarzanie sygnałów elektrodiagnostycznych, Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH, Kraków, pp. 141-147, 2001.
• [2] Medical instrumentation Application and design, Third Edition, Editor Webster J., John Wiley & Sons Inc. New York 1993, pp. 233-286.
• [3] Low-Power, 8-Channel, 24-Bit Analog Front-End for Biopotential Measurements, SBAS459F, Texas Instruments, 2010. http://focus.ti.com/ lit/ds/symlink/ads1298.pdf
• [4] ADS1298ECG-FE ECG Front-End Performance Demonstration Kit User’s Guide, SBAU171, Texas Instruments, 2010. http://focus.ti.com/ lit/ug/sbau171/sbau171.pdf
• [5] Phantom 320 ECG Simulator, Muller-Sebastiani, http://www.ms-mbh.de/downloads/phantom_manual.pdf
• [6] Norma EN60601-1-4:1997/EN 60601-1- Medical electrical equipment. General requirements for safety. Collateral standard. General requirements for electrical programmable medical systems.
• [7] Low Distortion Signal Generator HM 8037-2 Service-Manual, Hameg Instruments, hm8037-serv.pdf, http://www.akh.se/hameg/hm80/ hm8037-serv.pdf