دانلود مقاله ترجمه شده ثبت کننده الکتروانسفالوگرافی کم مصرف ۸ کاناله برای سیستم ایمپلنت زیر پوستی (IEEE ۲۰۱۶) (ترجمه ویژه – طلایی ⭐️⭐️⭐️)

ثبت کننده الکتروانسفالوگرافی کم مصرف ۸ کاناله و آشکارساز تشنج ASIC برای سیستم ایمپلنت زیر پوستی

Low-Power, 8-Channel EEG Recorder and Seizure Detector ASIC for a Subdermal Implantable System

چکیده

۱) مقدمه

۲) پیش‌زمینه

۳) وضعیت‌های عملکردی

۴) طراحی مداری تقویت‌کننده آنالوگ فرانت اند

الف) تقویت‌کننده کم نویز

ب) تقویت کننده با بهره قابل تنظیم

پ) فیلتر آنتی آلیاس

ت) مبدل آنالوگ به دیجیتال

۵) آشکارسازی حمله

الف) آموزش

ب) فیلترهای باند پهن

پ) جدول ارجاع احتمالات

ت) توان مصرفی تخمین زده شده

۶) نتایج اندازه‌گیری

الف) پاسخ فرکانس

ب) اندازه‌گیری نویز

پ) اندازه گیری توان

ت) مقایسه تقویت‌کننده فرانت‌اند

ث) تشخیص حمله

ج) تاثیر تعداد کانال‌ها بر الگوریتم

۷) نتیجه‌گیری

چکیده

روش الکتروانسفالوگرافی (EEG)، تاکنون روش اصلی تشخیص و درمان بیماران مبتلا به صرع باقی مانده‌است. متاسفانه، سیستم‌های EEG سیار، برای بیمارانی که مبتلا به نوع نادر حمله هستند، ایده‌آل نیست. این سیستم ها تنها تا ۳ روز دوام دارند و اگر در حین کار حمله‌ای ثبت نشود، نمی‌تواند تشخیص قطعی درمورد وضعیت بیمار دهد. هدف این پژوهش، ارائه‌ی یك سیستم ثبت EEG هشت کاناله و تشخیص حمله است كه دارای دو وضعیت عملکردی: تشخیص و شمارش حمله می‌باشد. در وضعیت تشخیص، تا زمانی‌که تعدادی حمله تشخیص داده شود، EEG به طور مداوم ثبت می‌شود. در وضعیت شمارش حملات، سیستم با استفاده از یک الگوریتم کم‌توان، تعداد حمله‌های بیمار را ردیابی می‌کند، و به پزشکان ارائه می‌دهد تا برای تعیین اثربخشی دارو یا سایر ملازمات بالینی کمک‌کننده باشد. یک مدار مجتمع (ASIC) که الگوریتم‌های ثبت و تشخیص حمله را پیاده‌سازی می‌کند، در تکنولوژی ۰٫۱۸um CMOS طراحی و ساخته شده‌است. این تراشه شامل هشت کانال ثبت EEG بوده و برای کاهش توان مصرفی و ابعاد سیستم، طراحی شده است. در نتیجه سیستم آنالوگ با انرژی بهینه ارائه شده که نیاز به ۲٫۷۵uW در هر کانال در وضعیت تشخیص و ۰٫۸۴uW در هر کانال در حالت شمارش دارد. نویز ورودی در هر دو وضعیت، در حدود ۱٫۱uVrms است.

۷) نتیجه‌گیری

این مقاله، ساختار ASIC را برای استفاده در یک ثبت‌کننده EEG زیرپوستی با هدف تشخیص حمله ارائه می‌دهد.ASIC می‌تواند تا هشت کانال EEG را ثبت کرده و از الگوریتمی با توان بهینه برای تشخیص حملات استفاده کند. در وضعیت تشخیص،ASIC سیگنال EEG را تا پنج برابر پهنای باند معمولی ثبت می‌کند. پهنای باند بالاتر امکان ثبت نوسانات فرکانس بالا را فراهم می‌کند که به طور بالقوه می‌تواند تشخیص را بهبود بخشد. توان مصرفی کم ASIC باعث می‌شود طراحی سیستم EEG کوچکتر و بهتر شود. این باعث می‌شود که بیماران مبتلا به صرع، روش راحت‌تری برای مانیتورینگ حمله را تجربه کنند و پزشکان اطلاعات دقیق‌تری برای تشخیص و گزینه‌های درمانی داشته باشند.

Abstract

EEG remains the mainstay test for the diagnosis and treatment of patients with epilepsy. Unfortunately, ambulatory EEG systems are far from ideal for patients who have infrequent seizures. These systems only last up to 3 days and if a seizure is not captured during the recordings, a definite diagnosis of the patient’s condition cannot be given. This work aims to address this need by proposing a subdermal implantable, eight-channel EEG recorder and seizure detector that has two modes of operation: diagnosis and seizure counting. In the diagnosis mode, EEG is continuously recorded until a number of seizures are recorded. In the seizure counting mode, the system uses a low-power algorithm to track the number of seizures a patient has, providing doctors with a reliable count to help determine medication efficacy or other clinical endpoint. An ASIC that implements the EEG recording and seizure detection algorithm was designed and fabricated in a 0.18 μm CMOS process. The ASIC includes eight EEG channels and is designed to minimize the system’s power and size. The result is a power-efficient analog front end that requires 2.75 μW per channel in diagnosis mode and 0.84 μW per channel in seizure counting mode. Both modes have an input referred noise of approximately 1.1 μVrms.

VII- CONCLUSION

This paper presented the design of an ASIC to be used in a minimally invasive subdermal implantable EEG recorder and seizure detector. The ASIC can record up to eight channels of EEG and uses a power-efficient algorithm to detect seizures. In the diagnosis mode, the ASIC records EEG up to five times the typical bandwidth. The higher bandwidth enables recording of HFO, which can potentially improve diagnosis. The ASIC’s low-power consumption enables the design of smaller and better ambulatory EEG systems. It offers patients with epilepsy a more convenient way of monitoring their seizures and gives doctors more accurate information for diagnosis and treatment options.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

ثبت کننده الکتروانسفالوگرافی کم مصرف ۸ کاناله و آشکارساز تشنج ASIC برای سیستم ایمپلنت زیر پوستی

Low-Power, 8-Channel EEG Recorder and Seizure Detector ASIC for a Subdermal Implantable System