دانلود مقاله ترجمه شده طراحی، ساخت و اعتبار سنجی آزمایشی حسگرهای خشک مبتنی بر سیلیکون جدید (IEEE 2014) (ترجمه ویژه – طلایی ⭐️⭐️⭐️)

طراحی، ساخت و اعتبار سنجی آزمایشی حسگرهای خشک مبتنی بر سیلیکون جدید و منعطف برای اندازه گیری سیگنال الکتروانسفالوگرافی

Design, Fabrication, and Experimental Validation of Novel Flexible Silicon-Based Dry Sensors for Electroencephalography Signal Measurements

چکیده

۱- مقدمه

۲- مواد و روش ها

الف ) طراحی SBDS ها

ب) فرآیند تولید SBDS ها

۳- نتایج

الف) عملکرد الکترود های SBDS پیشنهاد شده

ب) کیفیت امپدانس پوست – سنسور و مقایسه

ج) مقایسه سیگنال های EEG

د) آزمایش های عجیب EEG برای اعتبار سنجی کیفیت EEG

ه) تایید SGS

و) تست های مکانیکی

۴- جمع بندی

چکیده

بسیاری از سنسور های تجاری موجود برای الکتروانسفالوگرافی EEG، شامل سنسور های خشک و تر متداول، باعث حساسیت بروز پوستی می شوند و به دلیل استفاده از مواد خارجی، کاربر احساس ناراحتی می کند. محصولات EEG، به خصوص سنسور ها باید سطح راحتی بیمار در زمان استفاده از این دستگاه ها را به عنوان یکی از اولویت ها در نظر بگیرند. برای رفع این مشکلات سنسور های EEG، این مقاله یک تحقیق عمومی با تایید SGS انجام می دهد تا سنسور های EEG خشک مبتنی بر سیلیکن (SBDS ها) را بررسی کند. بر اساس SGS و گزارش تست آن، SBDS ها در زمان خارج شدن از روی سر بیمار باعث ایجاد سایش و آزردگی در پوست نمی شوند و مطابق با استاندارد هایISO10993-5 هیچ تاثیر سمی سازی بر روی سلول های L929 ایجاد نمی کنند. این SBDS ها سبک، منعطف و بدون تاثیر آزردگی بر روی پوست هستند و همچنین می توانند به راحتی بر روی پوست سر قرار بگیرند و دیگر نیازی به آماده سازی های قبلی و یا استفاده از ژل های رسانا وجود ندارد. برای قسمت های جلوی سر و قسمت های مودار، سیگنال های EEG را می توان با استفاده از این سنسور ها به صورت قابل اعتماد به دست آورد. به صورت خاص، برای اندازه گیری سیگنال های EEG در قسمت های مو دار، این طراحی سوزنی شکل و منعطف از سنسور های SBDS می تواند وارد موها بشود تا تماس خوبی با پوست سر ایجاد کند و امپدانس بین پوست – الکترود را هم در سطح مناسبی نگاه می دارد. نتایج این مقاله نشان می دهد که سنسور های ارائه شده را می توان به خوبی در اندازه گیری های EEG مورد استفاده قرار داد و این سنسور ها کاربرد عملی دارند.

۴- جمع بندی

این مطالعه یک سنسور SBDS بدون آسیب پوستی، منعطف، سبک و جدید را ارائه می کند و روند طراحی، ساخت و تست آن را بررسی می کند. SBDS های پیشنهاد شده دارای مزیت های زیر می باشد. نخست، مواد این سنسور ها مطابق با استاندارد های SGS می باشد که نشان می دهد این سنسور ها سازگار با محیط زیست هستند و منجر به آسیب پوستی و یا شکل گیری تاثیرات سمی نمی شود. دوما، SBDS ها دارای طراحی ارگونومیک می باشند و پایه آن ها منعطف می باشد و بدون ژل می توان آن ها را استفاده کرد. SBDS های پیشنهاد شده به راحتی بدن ایجاد درد پوشیده می شوند. سوما، SBDS های پیشنهاد شده به صورت مشابه با سنسور های خیس در اندازه گیری های EEG عمل می کنند. SBDS های پیشنهاد شده نسبت به سنسور های خیس از نظر کاربرد در طولانی مدت برای اندازه گیری EEG، بهتر هستند. چهارما، SBDS های پیشنهاد شده برای دو مکان مختلف در سر برای اندازه گیری های EEG مورد استفاده قرار گرفت به خصوص برای قسمت های مو دار. در نهایت، SBDS های پیشنهاد شده می توانند امپدانس سطح پوست و سنسور خوبی را برای کسب سیگنال های EEG ایجاد کند . نتایج تجربی نشان می دهد که این سنسور ها برای اندازه گیری EEG در مغز انسان مناسب می باشند.

Abstract

Many commercially available electroencephalography (EEG) sensors, including conventional wet and dry sensors, can cause skin irritation and user discomfort owing to the foreign material. The EEG products, especially sensors, highly prioritize the comfort level during devices wear. To overcome these drawbacks for EEG sensors, this paper designs Societe Generale de Surveillance S · A · (SGS)-certified, silicon-based dry-contact EEG sensors (SBDSs) for EEG signal measurements. According to the SGS testing report, SBDSs extract does not irritate skin or induce noncytotoxic effects on L929 cells according to ISO10993-5. The SBDS is also lightweight, flexible, and nonirritating to the skin, as well as capable of easily fitting to scalps without any skin preparation or use of a conductive gel. For forehead and hairy sites, EEG signals can be measured reliably with the designed SBDSs. In particular, for EEG signal measurements at hairy sites, the acicular and flexible design of SBDS can push the hair aside to achieve satisfactory scalp contact, as well as maintain low skin-electrode interface impedance. Results of this paper demonstrate that the proposed sensors perform well in the EEG measurements and are feasible for practical applications.

IV- CONCLUSION

This study describes a novel, lightweight, flexible and nonskin irritating SBDS, including its design, fabrication and testing. The proposed SBDSs have the following advantages. First, the sensor material has passed the standard SGS certifications, showing that it was biocompatible and did not irritate skin or induce cytotoxic effects in the test. Second, SBDSs have an ergonomic design with a flexible base and can be used in non-gel applications. The proposed SBDBs are also comfortable to wear without causing pain. Third, the proposed SBDSs perform similarly to wet conventional sensors in the EEG measurements. The proposed SBDSs are superior to wet sensors in their use in longterm EEG measurements. Fourth, the proposed SBDSs are made for two different brain sites for the EEG measurements, especially for the hairy sites. Finally, the proposed SBDSs can achieve the necessary skin-sensor interface impedance to provide EEG signals of sufficient quality for brain dynamics research. Experimental results indicate that the designed sensors are applicable for EEG signals measurement in the human brain.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

طراحی ، ساخت و اعتبار سنجی آزمایشی حسگرهای خشک مبتنی بر سیلیکون جدید ومنعطف برای اندازه گیری سیگنال الکتروانسفالوگرافی

Design, Fabrication, and Experimental Validation of Novel Flexible Silicon-Based Dry Sensors for Electroencephalography Signal Measurements