Elektrofizyolojik ölçümler için düşük gürültülü, mikro-işlemci kontrollu çalışabilen genel amaçlı yükselteç

Abstract

(m ÖZET Fizyolojik kökenli işaretlerin değerlendirilebilmesi için, öncelikle bunların vücuttan algılanmaları gelir. Bu işaretler; kalp, beyin, sinir ve kas sistemi v.b. hakkında bilgi vererek has talıkların teşhisinde yardımcı olurlar. Bunlar, kullanılan Ölçüm sistemine göre isimlendirilirler. Örnek vermek gerekirse; Elektro- kardiyograra (ECG), Elektroensefalogram (EEG), Elektromiyogram (EMGr) v.b. sayılabilir. Elektrotlar yardımıyla elektriksel potansiyeller halinde el de edilen bu işaretler, genellikle 10/jlV-200 mV ile DC-20KHz kademe leri arasında yer alırlar,# Bunların yorumlanıp değerlendirilebilmeleri için, yeterli genlik düzeyine çıkarılmaları ve istenmeyen etkilerden (gürültüler) arındırılmaları gerekecektir, Biyo-işaretlerin işlenebilmesi için, kalibraöyona sahip kazanç ile filtreleme işlemlerinin yerine getirilmesi gerekmektedir. Bu amaç için, elektronik devrelerin kullanılması kaçınılmazdır, Çünki elektronik devrelerle dinamik olarak, kazanç ve filtreleme işlemleri rahatlıkla sağlanabilir. Bu tür bir elektronik sistem; gürültü etkisi en az düzeyde ve band genişliği yeterli büyüklükte olan genel amaçlı bir yükselteç olacak tır. Çalışmamızın kapsamına giren yükselt eçde, yalıtım (isolation) devresi ile hasta şebeke etkilerinden korunmaktadır. Ayrıca devrede, kazanç ve filtreleme olayları dinamik olarak raikro işlemci denetimi ile yapılabilmektedir. Tezin ikinci bölümünde; biyo-işaretler ve bunların algılanma ları incelenmiştir. Daha sonra sayısal işaret işleme tekniğinin özel likleri üzerinde durulmuştur. Bu arada analog-sayısal dönüştürmenin esasını oluşturan, örnekleme ve kuantalama işlemleri de incelenmiştir. Fiziksel prototip olarak gerçekleştirdiğimiz yükselteç sistemin de en önemli birimlerden birisi filtre devresi olmaktadır. Burada kul landığımız Anahtarlanmış-Kapasitör Filtreler, öncelikle eleman bazın da incelenmişlerdir. Daha sonra filtre tasarım hesapları yapılmıştır. Son olarak deneysel çalışmalar aracılığı ile sistemin perfor mansı belirlenmiştir.

(EL) ArSSTHACT To take into count physiological signals, firstly these signals must be taken ftatmti the body. These signals help to identify the ilnesses by giving information about neart, brain, nerve and muscle systems. These are called according to the used measurement system. To give an example, these are electrocardiogram(EGC), electroencep halogram (EEGr). These signals which are received in the form of electrical potentials by the help of electrode* generally take place between the ranges 10/i£V-200mV and DC-20 KHz. In order to interpret and percieve these signals, it is necessary to bring the signals to the sufficient amplitute level and to eliminate from unwanted. 43.oi.se., To process bio-signals, the calibrated gain and filtering must be performed. For this aim, electronic circuits must be used. Beacouse gain and filtering process can be easily provided by electronic circuits as a dynamic process. This kind of electronic system will be a generali aimed amplifier having the least level noise effect and band-widh sufficient size. On the amplifier concerned with our work, a patient has been protected from power line effects by the isolation circuit. In addition to this, gain and filtering process have been performed in the circuit by micro-processor controling as a dynamic operation. In the second chapter of the thesis, bio-signals and their receptions have been studied on. Then digital signal processing technie features have been examined. At the same time sampling and quantisation processes forming analog-Digital convertion has been investigated, too. In the system amplifier which we realised physically, one of the most important units is the filter circuit. Switched-Capa- citor Filters used by us firstly have been investigated as an element. Then filter design is performed. Finally, the system permormance has been determined by tha exprimental works.