La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

Elettromiografo Amplificatore Stimolatori Computer Dispositivi di Uscita: Monitor Casse Stampante Dispositivi di Ingresso: Tastiera Mouse Pedaliera Tastierino.

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "Elettromiografo Amplificatore Stimolatori Computer Dispositivi di Uscita: Monitor Casse Stampante Dispositivi di Ingresso: Tastiera Mouse Pedaliera Tastierino."— Transcript della presentazione:

1 Elettromiografo Amplificatore Stimolatori Computer Dispositivi di Uscita: Monitor Casse Stampante Dispositivi di Ingresso: Tastiera Mouse Pedaliera Tastierino di Controllo Gli elementi che compongono un Elettromiografo sono: Accessori

2 anima sistemi computerizzati testina di acquisizione Elettromiografo

3 amplificatori Testina paziente interfaccia Conversione A/D acquisizione elaborazione Controlli (sensibilità, filtri)

4 Acquisizione Segnale: Schema a Blocchi Salvataggio AnalogicoDigitaleAmplificazioneCampionamentoDecimazione Visualizzazione Quantizzazione Stimolatore

5 Acquisizione: lamplificazione Gli amplificatori sono dei circuiti a transistor che amplificano il segnale bioelettrico mantenendo inalterate in uscita le caratteristiche in frequenza.

6 Lamplificatore differenziale è un dispositivo elettronico che amplifica la differenza tra i due segnali presenti ai suoi ingressi permette di eliminare componenti uguali per ampiezza e fase dei segnali di ingresso, la cui differenza algebrica è praticamente nulla Acquisizione: lamplificatore differenziale

7 Acquisizione Segnale: Amplificazione ùAmplificazione (10000 Volte) della Differenza di Potenziale tra due punti mediante Amplificatore Differenziale V OUT =(V A -V G )-(V B -V G )=V A -V B Ingresso (+) Ingresso (-) Uscita Massa VAVA VBVB V OUT VGVG CMRR = Indice di Reiezione dei Rumori Comuni ai due Ingressi vale circa , minimo Hz vale circa , minimo Hz

8 Elevato guadagno (rapporto tra segnale in ingresso e segnale in uscita) per amplificare il basso segnale di ingresso (10000 volte) CMRR (common mode rejection ratio): rapp. di reiezione di modo comune indica la capacità dellamplificatore di reiettare/attenuare le componenti uguali dei segnali in ingresso e di amplificarne le differenze (100 dB). un alto CMRR è importante nelle applicazioni in cui linformazione rilevante è contenuta nella differenza di potenziale tra due segnali Acquisizione: lamplificatore differenziale

9 Una caratteristica importante degli amplificatori differenziali è limpedenza dingresso Zin (caratteristica costruttiva). Elevata impedenza di ingresso (decine di MOhm); questa impedenza molto superiore a quello dellimpedenza degli elettrodi, assicura che il segnale registrato sullo scalpo venga trasmesso praticamente senza alcuna attenuazione ai circuiti di ingresso Zs = impedenza dellelettrodo registrante Acquisizione: lamplificatore differenziale Z= V/I

10 Vin(-)= (Zin)100/(Zs)5+(Zin)100 x Vi(-) = 0.95 x Vi(-) Vin(-)= (Zin)50/(Zs)5+(Zin)50 x Vi(-) = 0.90 x Vi(-) Acquisizione: lamplificatore differenziale Attenzione alle impedenze! MOLTO BASSE se Zs<

11 Il segnale prelevato dagli elettrodi, amplificato e filtrato è un SEGNALE ANALOGICO e deve essere trasformato in un sequenza finita di numeri per poter essere acquisito, visualizzato manipolato, stampato e memorizzato in un computer. Loperazione attraverso la quale avviene questo risultato è la CONVERSIONE ANALOGICO-DIGITALE (A/D), realizzata attraverso dispositivi chiamati convertitori A/D. E di fondamentale importanza che questa operazione venga svolta correttamente perchè eventuali errori introdotti in questa fase non possono essere più corretti.

12 Acquisizione Segnale: Schema a Blocchi Salvataggio AnalogicoDigitaleAmplificazioneCampionamentoDecimazione Visualizzazione Quantizzazione Stimolatore

13 CONVERSIONE ANALOGICO-DIGITALE (A/D)

14 Il tempo di campionamento (Tc), o frequenza di campionamento (Fc) determinano la risoluzione del segnale (traccia) sullASSE ORIZZONTALE CONVERSIONE A/D campionamento

15 campionamento tempo segnale analogico

16 campionamento Fc tempo

17 segnale analogico campionamento Fc

18 tempo segnale analogico campionamento Fc

19 Il tempo di campionamento (Tc), o frequenza di campionamento (Fc) determinano la risoluzione del segnale (traccia) sullASSE ORIZZONTALE Più corto è il Tc o più alta è la Fc più sono i punti della traccia intercettati, più fedele è la riproduzione del segnale digitale CONVERSIONE A/D campionamento

20 Il teorema di Nyquist (teorema del campionamento o di Shannon) stabilisce le condizioni necessarie e sufficienti per la corretta conversione A/D di un segnale: la frequenza di campionamento deve essere almeno il doppio della frequenza più elevata nel segnale (Frequenza di Nyquist). CONVERSIONE A/D campionamento

21 Quando questa condizione è rispettata la forma donda originale può essere ricostruita con laccuratezza desiderata usando opportune formule di interpolazione a partire dallinformazione memorizzata in forma numerica. Al contrario se la frequenza di campionamento è troppo bassa rispetto alla frequenza massima del segnale da convertire la forma donda numerica risulterà distorta In particolare le frequenze superiori alla metà di quella del campionamento (Fc/2) appariranno come frequenze più basse (ALIASING). Questo errore non può essere corretto successivamente. CONVERSIONE A/D campionamento

22 Per evitare questa distorsione senza ricorrere ad una frequenza di campionamento molto alta rispetto alle caratteristiche del segnale (oversampling) con conseguente notevole incremento della quantità di dati da memorizzare è necessario filtrare il segnale analogico con un filtro per le alte frequenze prima di effettuare la conversione A/D. La frequenza di campionamento per il segnale EEG non dovrebbe essere inferiore a 100 Hz CONVERSIONE A/D campionamento

23 Digitalizzazione EMG: Valori Tipici Tipo Segnale Ampiezza V IN RisoluzioneBanda FCFCFCFCIntervallo EMG ad Ago 0.1 – 20 mV V 0.39 V/digit 2 – Hz Hz Continuo VCM 0.1 – 20 mV V 0.39 V/digit 2 – Hz Hz 50 msec. VCS V 3200 V 48.8 nV/digit 5 – 2000 Hz 8192 Hz 50 msec. Singola Fibra 0.5 – 10 mV V 0.39 V/digit 500 – 5000 Hz Hz 5 msec. P V 1600 V 24.4 nV/digit Hz 256 Hz 800 msec. PES 2-10 V 1600 V 24.4 nV/digit Hz 8192 Hz 100 msec. PEV 5-20 V 1600 V 24.4 nV/digit Hz 512 Hz 250 msec. PEATC 0.2 – 1 V 800 V 12.2 nV/digit 3 – 3000 Hz Hz 15 msec. Calcoli effettuati con Quantizzazione a 16 bit Valori ricavati da: Recommendation for the Practice of Clinical Neurophysiology: Guidelines of the International Federation of Clinical Neurophysiology: 2nd revised and enlarged edition.Recommendation for the Practice of Clinical Neurophysiology: Guidelines of the International Federation of Clinical Neurophysiology: 2nd revised and enlarged edition. Supplement 52 to Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. Edited by G. DEUSCHL and A. EISEN - Elsevier

24 CONVERSIONE ANALOGICO-DIGITALE (A/D)

25 Determina la risoluzione del segnale (traccia) sullASSE VERTICALE LEEG viene trasformato in una sequenza di numeri interi misurandone lampiezza ad intervalli di tempo equidistanti (Fc) convertendo la tensione misurata in un numero intero CONVERSIONE A/D quantizzazione

26 La precisione con cui vogliamo misurare un oggetto Lunità di misura è rappresentata dal numero di bit

27 quantizzazione Il numero di linee è espresso dai bit e si esprime come potenza di 2 (2 nbit ) se sono 8 linee sarà espresso come 2 3

28 quantizzazione Aumentando i bit si aumentano il numero di linee

29 Il numero di bit (2n) utilizzato dal convertitore A/D determina la risoluzione del segnale (traccia) sullasse verticale Il valore minimo di ampiezza rappresentabile sullo schermo è dato dal segnale in ingresso diviso la risoluzione 3 bit corrispondono a 8 livelli (2 3 ) 16 bit corrispondono a livelli (2 16 ) CONVERSIONE A/D quantizzazione

30 I convertitori sono quindi in grado di generare numeri interi compresi tra ZERO ED UN VALORE MASSIMO che dipende dal numero di bit di risoluzione secondo la formula Valore max= 2 N -1, dove N è il numero di bit Oppure TRA UN VALORE MINIMO NEGATIVO ED UNO MASSIMO sempre dipendente dal numero di bit. Ad esempio per un convertitore A/D a 12 bit luscita numerica può variare da 0 a 4095 (2 12 ) o da a +2047; Per un convertitore a 16 bit tra 0 e (2 16 ) o da a CONVERSIONE A/D quantizzazione (n bit)

31 Acquisizione Segnale: Schema a Blocchi Salvataggio AnalogicoDigitaleAmplificazioneCampionamentoDecimazione Visualizzazione Quantizzazione Stimolatore

32 Digitalizzazione: la Visualizzazione Problemi della visualizzazione Numero Pixel in Orizzontale < Numero Campioni SegnaleNumero Pixel in Orizzontale < Numero Campioni Segnale Numero Pixel in Verticale < Numero Livelli SegnaleNumero Pixel in Verticale < Numero Livelli Segnale Utilizzare sempre la risoluzione massima della Scheda GraficaUtilizzare sempre la risoluzione massima della Scheda Grafica f [Hz] s(nT 1 ) s F (nT 1 ) SERIE DI NUMERI INTERI t [sec] S1=3,0 S2=7,0 S3=3,0 S4=1,0 S5=4,0 S1=3,0 => P2 S2=7,0 => P4 S3=3,0 => P2 S4=1,0 => P1 S5=4,0 => P3 P4 P3 P2 P1 FILTRO DIGITALE DI VISUALIZZAZIONE


Scaricare ppt "Elettromiografo Amplificatore Stimolatori Computer Dispositivi di Uscita: Monitor Casse Stampante Dispositivi di Ingresso: Tastiera Mouse Pedaliera Tastierino."

Presentazioni simili


Annunci Google