Texas Instruments

Analog-Front-End misst Gehirnströme nicht-invasiv

11. September 2012, 9:42 Uhr | Ralf Higgelke

Der ADS1299 ist ein neues Analog-Front-End (AFE) für EEG-Anwendungen

Mit dem »ADS1299« hat Texas Instruments ein neues Analog-Front-End (AFE) für EEG-Anwendungen vorgestellt. Der 24-Bit-Baustein tastet alle acht Kanäle simultan ab und hat ein eingangsbezogenes Rauschen von nur 1 µV (Spitze-Spitze).

Um die elektrischen Aktivitäten des Gehirns mithilfe von Elektroenzephalographie (EEG) zu überwachen, hat Texas Instruments das achtkanalige 24-Bit-Analog-Front-End »ADS1299« entwickelt. Sein eingangsbezogenes Rauschen ist mit 1 µV (Spitze-Spitze) spezifiziert, verglichen mit alternativen EEG-AFEs entspricht dies laut Hersteller einer Reduzierung um 75%. Und die Gleichtaktunterdrückung von 120 dB sei um 10 dB besser als bei Wettbewerbsprodukten. Beim Einsatz in einem EEG-System mit 32 Elektroden reduziert der Baustein in seinem 10 mm x 10 mm großen QFP-Gehäuse außerdem die Leiterplattenfläche um 70% und den Bauteileaufwand um 40 %. Die Ableitungen werden fortlaufend überwacht, was sich günstig auf die Zuverlässigkeit des Equipments auswirkt.

Der Chip lässt sich in EEG-Geräten verwenden, um den Bispektral-Index sowie evozierte und ereigniskorrelierte Potenziale zu überwachen, um Hirnverletzungen, Schlaganfälle und Schlafstörungen zu diagnostizieren. Der ADS1299 eignet sich auch in sehr leistungsstarker medizinischer Diagnostik und in EKG-Geräten für die medizinische Forschung.

Auf dem ADS1299 sind acht rauscharmen Verstärker mit programmierbarer Verstärkung, acht hochauflösenden A/D-Wandler (ADCs), Testsignale, Bias-Verstärker, Oszillator und eine Referenz integriert. Durch eine kontinuierliche Lead-off-Überwachung teilt er dem medizinischen Personal mit, wenn Elektroden abfallen.

Da der ADS1299 pinkompatibel zu verschiedenen anderen Bausteinen der »ADS1298«-Familie ist, können Hersteller medizinischer Geräte mit der gleichen Chipfamilie komplette EKG/EEG-Produktlinien entwickeln, was das Design vereinfachen und die Zeit bis zur Markteinführung verkürzen kann.

Das entsprechende Demonstration-Kit (ADS1299EEG-FE) beinhaltet entsprechende Auswertesoftware sowie integrierte Analysewerkzeuge, einschließlich Oszilloskop, FFT-und Histogramm-Anzeigen und flexible Eingangs-Konfigurationen. Ein IBIS-Modell, um die Signalintegrität zu überprüfen, ist ebenfalls verfügbar.