Biyomedikal sinyaller için akım taşıyıcı tabanlı filtre tasarımı

Biyomedikal sinyaller küçük genlikli ve spekturumu alçak frekanslar bölgesinde olan gürültülü işaretlerdir. Biyomedikal sinyallerin analizinde genellikle işlemsel kuvvetlendiriciler (Op-amp) ile tasarlanan filtreler kullanılmaktadır. Op-amp'ların alternatifi olarak akım taşıyıcılar sunulmuş ve Op-amp'lara göre birçok avantajı olduğu saptanmıştır. Bu çalışmada ise bir EEG sinyali için şebeke gürültüsünü bastırmak için notch filtre ve hem akım taşıyıcı hem de Op-amp kullanılarak yüksek geçiren, alçak geçiren ve bant geçiren filtre tasarlanmıştır. Akım taşıyıcı olarak ikinci nesil akım taşıyıcı (CCII) ve ikinci nesil akım kontrollü akım taşıyıcı (CCCII) devreleri kullanılmıştır. Yüksek geçiren filtre devreleri için kesim frekansı 0,5 Hz, alçak geçiren filtre devreleri için kesim frekansı 100 Hz ve bant geçiren filtre devreleri için kesim frekansı aralığı 0,5-30 Hz seçilmiştir. Bu filtre devrelerinin tasarımı için ORCAD Pspice programı kullanılmış ve benzetim sonuçları elde edilmiştir. Tasarlanan filtrelerin girişine Bonn Üniversitesinden alınan epilepsi ve sağlıklı kişilere ait ham EEG verileri uygulanmıştır. EEG sinyalinin tasarlanan bu filtrelere uygulanması sonucunda sinyallere Pspice ortamında Fourier Analizi uygulanmış olup sinyallerdeki değişimler ve EEG dalgaları (δ, θ, α, β, γ) incelenmiştir. Ayrıca bu filtre devrelerinin uygulama devresi yapılmış ve bazı frekans değerlerinde osiloskop görüntüleri alınmıştır. Uygulamada işlemsel yükselteç devresinde LM741, akım taşıyıcı devresinde AD844 entegre kullanılmıştır. Hem Pspice ortamındaki sinyaller hemde osiloskop görüntüleri için Op-amp devresine göre akım taşıyıcı ile tasarlanan filtre devrelerinde sönümlemenin daha iyi olduğu saptanmıştır. Bu tasarlanan filtre devreleri EEG ölçümlerinde kullanılacak olup akım taşıyıcı (CCII, CCCII+) filtre devresinin Epilepsi gibi hastalıkların tanısında daha iyi sonuçlar vereceği öngörülmüştür.