Diseño de un dispositivo inalámbrico, autónomo y de reducidas dimensiones para la adquisición de señales de electroencefalografía, con capacidad de expansión modular a un número elevado de entradas

Abstract

[ES] En el presente Trabajo Fin de Máster se documenta el desarrollo de un sistema portátil de electroencefalografía, desde su diseño teórico hasta su montaje y prueba de adquisición de datos. Un electroencefalograma (EEG) es una prueba diagnóstica no invasiva que posibilita el estudio de las ondas cerebrales. Estas a su vez, facilitan la evaluación de la funcionalidad cerebral, tanto normal como patológica. Los avances tecnológicos en el tratamiento de señales eléctricas, desde el nacimiento de este dispositivo hasta la actualidad, han permitido obtener datos cada vez más específicos sobre las distintas áreas del cerebro y su actividad. Esto tiene como resultado un mejor reconocimiento médico del paciente, es decir, ayuda a un mejor diagnóstico y por consiguiente a un mejor tratamiento. Para llevarlo a cabo este proyecto, en primer lugar, se estudiará la actividad cerebral y se buscarán los componentes capaces de recoger, modelar y transmitir los impulsos eléctricos, los cuales son la base del funcionamiento del sistema nervioso. Además, se tendrá en consideración los requisitos de funcionamiento de cada uno de los componentes que conforman el electroencefalograma. A continuación, se procederá al diseño esquemático del electroencefalograma: se realizarán las conexiones de los elementos que integrarán el dispositivo y se buscará su posición óptima sobre la placa base, de forma que quede lo más ordenado y compacto posible, ya que se trata de un equipo portátil. Una vez obtenida la placa base, se realizará su ensamblaje y se añadirán la batería y los dispositivos físicos de salida de datos. Para finalizar se comprobará que el sistema funciona correctamente mediante señales de prueba.

[CA] En el present Treball Fi de Màster es documenta el desenvolupament d’un sistema portàtil d’electroencefalografia, des del seu disseny teòric fins al seu muntatge i prova d’adquisició de dades. Un encefalograma (EEG) és una prova diagnòstica no invasiva que possibilita l’estudi d’ones cerebrals. Estes, alhora, faciliten l’avaluació de la funcionalitat cerebral, tant normal com patològica. Els avanços tecnològics en el tractament de senyals elèctrics, des del naixement d’aquest dispositiu fins l’actualitat, han permès obtenir dades cada volta mes específiques sobre les diferents àrees del cervell i la seua activitat. Açò té com a resultat un millor reconeixement mèdic del pacient, es a dir, ajuda a un millor diagnòstic i per tant a un millor tractament. Per dur-ho a terme aquest projecte, en primer lloc, s’estudiarà l’activitat cerebral i es buscaran els components capaços de recollir, modelar i transmetre els impulsos elèctrics, els quals són la base del funcionament del sistema nerviós. A més, es tindrà en consideració els requisits de funcionament de cadascú dels components que conformen l’electroencefalograma. A continuació, es procedirà al disseny esquemàtic de l’electroencefalograma: es realitzaran les connexions del elements que integraran el dispositiu i es buscarà la seua posició òptima sobre la placa base, de forma que es quede el més ordenat i compacte possible, ja que es tracta d’un equip portàtil. Una volta s’ha obtingut la placa base, es realitzarà el seu acoblament i s’afegiran la bateria i els dispositius físics d’eixida de dades. Per a finalitzar, es comprovarà que el sistema funciona correctament mitjançant els senyals de prova.

[EN] This work documents the development of a portable electroencephalography data acquisition system. This paper covers from its theorical design, to its assembly and subsequent testsin order to check its proper functioning. An electroencephalogram (EEG) is used in medicine as a diagnostic test. It is a non-invasive exam that allows the study of brain waves. By means of these waves it is possible to evaluate the normal or pathologic brain function. The electroencephalogram has evolved technologically since its first appearance, keeping place with the improvement in electrical signals processing. As a result, the information registered about the different brain areas and its activity is more accurate day by day. Besides, medical staff are able to do a best check-up on the patients due to a better diagnosis and as a consequence, they give them a better treatment. In order to develop this Project, the next steps had been follow: First of all, the theorical bases of the brain activity will be studied. Also, it will be necessary to look for the proper components, the ones capable of gather, modelling and transfer the electrical signal. This signals establish the fundamentals of the nervous system. The function requirements of this components should be taken in consideration for assembling the electroencephalogram. Then, the schematic design of the electroencephalogram will be done. The components must be connected, one to each other and they will be layed-out on the circuit board. The disposition over the circuit board should be as compact and organized as possible, by means to make the device portable. Last, all the components will be welded in the circuit board, and the battery and the data inputoutput devices, will be assembled. To conclude, the device will be checked with test signals.