Biyomedikal işaretlerinin görüntülenmesine ilişkin çok kanallı bir techizatın geliştirilmesi
Design of a multi-channel biopotential amplifier
Yazar: KORAY GÜRKAN
Danışman: PROF. DR. FAHRİ BURŞUK
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Bu çalışmada çok sayıdaki biyomedikal işareti algılayıp bilgisayara aktaracakbiyoelektriksel yükselticinin tasarım adımları anlatılmış ve gerçeklenmesinde ortayaçıkan sorunlar irdelenmiştir.Çalışmada öncelikle bazı biyoelektriksel işaretlerin oluşumu, özellikleri, algılanmayolları anlatılmıştır. Yükseltilecek olan işaretlerin özellikleri ve algılanmalarındakigüçlükler göz önüne alınarak yükselticinin tasarımı adım adım açıklanmıştır. Ölçümkalitesini kötüleştiren faktörler belirtilerek, bu faktörleri ortadan kaldıracak çözümlerolumsuz etkileriyle birlikte sunulmuştur. Çentik süzgecin tanımı yapılarak, söndürmefrekansını şebeke frekansına eşitleyecek şekilde kendiliğinden ayarlayacak bir devrenintasarımı anlatılmıştır. Gerçeklenen tasarım ile yüksek kalite faktörüne sahip çentiksüzgecin işaretlere olan etkisi incelenmiştir.Hasta güvenliği açısından, medikal güvenlik standartlarında belirtilen ölçüde şebekehattından yalıtılmış olması gereken gerilim kaynağının tasarımı için akü, pil gibi bilinenyöntemlerin dışında bir çözüm sunulmuştur. Kaynağın prensip şeması açıklanarak, baskıdevre yöntemi ile gerçeklenen devrenin deney sonuçlarına yer verilmiştir.Maaliyet bakımından yarar sağlayacak olan zaman çoğullamalı sistemin özelliklerianlatılarak gerçeklenen sistem ve ardından gelecek anaolog sayısal dönüştürücününtasarımları şemalarla desteklenerek, hem bilgisayarla hızlı bir şekilde haberleşmeyi hemde yükseltici yalıtımını sağlayacak arayüzün tasarımı için öneriler getirilmiştir. Sonolarak yapılan çalışmanın sonuçları irdelenerek, geleceğe yönelik tasarım önerileribelirtilmiştir .

Abstract:
This thesis presents the design stages of a biopotential amplifier which can be used fordetection and acquisition of various biomedical signals and deals with the designproblems.First, the nature and properties of some biomedical signals are expressed and the methodsof detection are given. The design of relevant amplifier is explained step by step andmodification of parameters are presented with the support of considerations aboutdetection difficulties. Moreover, the factors that reduce the quality of measurement arealso presented and suggestions to eliminate these factors are given with, if any, yieldingnegative effects. The notch filter, which constitutes the most important part of an indooramplifier, is also explained and a new circuitry that automatically locks rejectedfrequency to the frequency of mains is proposed. The effect of this high quality notchfilter on the acquired signals is also examined.This project also proposes a new power supply concept differing from well-knowndevices, i.e. accumulators, batteries which in common are desired for isolation of mainsfrom patients as stated by medical safety standards. The theory of this power supply isexplained with circuit schematics. Being realized on a PCB board, the test results of therelevant supply is also discussed in the thesis.?TDM? method is presented which is used for anolog multiplexing that yields to areduced cost. Afterwards, analog-to-digital converter stage is explained with detailedschematics. As a final stage of the design, many suggestions are brought for the interfacethat is used for not only for rapid communication with a PC but also successively isolatesthe amplifier from outer devices. Finally, the discussion and suggestions about futuredesigns are presented.