Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Elektroda.pl
Relpol przekaźniki
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

[Zlecę] Wykonanie neurostymulatora

FilipChojnacki 29 Cze 2017 19:03 2274 21
  • #1
    FilipChojnacki
    Poziom 6  
    Zlecę wykonanie neurostymulatora do stymulacji przez gałkowej. Urządzenie posłuży do badań nerwu wzrokowego na Ukrainie. Znak CE nie jest wymagany, certyfikaty nie będą potrzebne. Zakwalifikowani do badań są świadomi ryzyka (ludzie niewidomi). Neurostymulator musi mieć możliwość wytworzenia takiej charakterystyki prądu:
    10ms impulsu prostokątnego, dwubiegunowego (5ms plus, 5ms minus) z częstotliwością 20Hz. Natężenie regulowane do 1100mA, zakres 0-10mA najlepiej z stopniem co 1mikroA.
    Ważne jest, żeby zminimalizować zjawisko szumów/zakłóceń na ile się da. Dodatkowo warto aby generator miał możliwość określania impedancji na elektrodzie. Elektroda stanowi srebrny drucik, który rozpięty po bokach, dotyka do powierzchni oka. Powrotne elektrody są nalepiane w okolicach oka.
    Urządzenie tego typu pracowało na Ukrainie - było produkcji niemieckiej. Po ostatnich nawałnicach zostało spalone wraz z innymi sprzętami przez przepięcie w sieci (nie włączono przez zabezpieczenie). Sterowanie może być przez PC jeśli tak będzie łatwiej. Równolegle pracują nad takim rozwiązaniem lokalni inżynierowie UA.

    Budżet: 6000zł płatne w postaci zaliczki 10% i reszta przy odbiorze kiedy musi być przedstawienie przebiegu prądu wychodzącego z generatora.
    Szczegółowe publikacje dotyczące tej metody stymulacji i wszelkie pytania udzielam przez PM.
    [Zlecę] Wykonanie neurostymulatora
    Kontaktuj się z ogłoszeniodawcą poprzez Prywatną Wiadomość (ikonka PW).
  • Relpol przekaźniki
  • #2
    kulmar
    Poziom 25  
    FilipChojnacki napisał:
    Natężenie regulowane do 1100mA, zakres 0-10mA najlepiej z stopniem co 1mikroA.


    1.Trudno mi sobie wyobrazić, że przez gałkę oczną ktoś chce przepuścić 1.1A[!] prądu. Ale może się mylę - proszę wyjaśnić.
    2.Zakres 0.01A a prąd 1.1A - sprzeczność - proszę wyjaśnić.
    3.Rozdzielczość 1µA przy wartości 1.1A to dynamika jak jeden do miliona - chyba ktoś się pomylił - proszę wyjaśnić.
  • Relpol przekaźniki
  • #3
    FilipChojnacki
    Poziom 6  
    1.1A jako opcja stymulacji przezskórnej wokół oczu - można (chyba trzeba) będzie z tego zrezygnować.
    Wtenczas ograniczenie do 10mA z regulacją najlepiej z rozdz. co 1microA chyba, że to zdecydowanie zbyt skomplikowane - wtedy im bardziej płynnie regulowane tym lepiej.
  • #4
    kulmar
    Poziom 25  
    Proszę podać zaobserwowane wartości impedancji między elektrodami - iloczyn tej impedancji i wymaganego prądu określa napięcie pracy generatora - trzeba to znać jako założenie do projektu.
  • #5
    FilipChojnacki
    Poziom 6  
    Maksymalnie 5 kiloomów.
  • #6
    sundayman
    Poziom 24  
    Cytat:
    Maksymalnie 5 kiloomów.


    Istotniejsze jest "minimalnie" mam wrażenie...
  • #7
    rashid5
    Poziom 11  
    sundayman napisał:
    Cytat:
    Maksymalnie 5 kiloomów.


    Istotniejsze jest "minimalnie" mam wrażenie...


    Przy źródle prądowym (czyli typowym w takim urządzeniu) maksymalna impedancja obciążenia określa "compliance voltage" jak już zostało wcześniej napisane. Jeżeli ta impedancja jest niższa, natężenie prądu może być kontrolowane.
  • #8
    FilipChojnacki
    Poziom 6  
    Przesyłam fragment z dokumentacji badań w oparciu o które to urządzenie chciałbym odtworzyć.

    "...The neurostimulator was modified by the manufacturer to limit current output to 10 mA with increments starting from 1 μA. The small step size and the limited current output allowed a quick and safe determination of EPTs. Stimulation frequencies from 1 to 100 Hz could be set by the examiner. The stimulus waveform could be monophasic, biphasic, or graphically specified. Impedance of the electrodes was tested every time before stimulation and at various intervals during stimulation using the built-in algorithm of the machine and did not exceed 5 kΩ. ..."
  • #9
    maciej_333
    Poziom 34  
    rashid5 napisał:
    sundayman napisał:
    Cytat:
    Maksymalnie 5 kiloomów.


    Istotniejsze jest "minimalnie" mam wrażenie...


    Przy źródle prądowym (czyli typowym w takim urządzeniu) maksymalna impedancja obciążenia określa "compliance voltage" jak już zostało wcześniej napisane. Jeżeli ta impedancja jest niższa, natężenie prądu może być kontrolowane.

    Oczywistym jest, że istotna jest jedynie maksymalna wartość impedancji obciążenia źródła prądowego. Na podstawie tego można wyznaczyć jakie musi być maksymalne napięcie wyjściowe źródła, by prąd był stabilizowany. Wychodzi zatem, że potrzebny byłby układ dostarczający napięć wyjściowych co najmniej ±50 V. Nie znamy jednak wartości części urojonej i rzeczywistej tej impedancji. Stanowi to pewien problem przy projektowaniu układu. Zupełnie inaczej zachowa się układ obciążony rezystorem 5 kΩ, a inaczej kondensatorem o takiej reaktancji przy jakiejś częstotliwości.

    Projekt taki jest dla mnie dość ciekawy. Biorąc pod uwagę podany opis wykonałbym bipolarne źródło prądu o zakresie napięć wyjściowych ponad ±50 V. Coś takiego powinno być sterowane za pomocą odpowiedniego przetwornika C/A i mikrokontrolera. Tak powstałby właściwie rodzaj generatora arbitralnego. Problem w tym, że taki przetwornik C/A nie kosztuje 10 zł. Zatem koszt profesjonalnego wykonania płytki i samych podzespołów będzie całkiem spory. Kwota 6000 zł jest zdecydowanie zbyt niska. Dochodzi jeszcze kwestia testów, napisania oprogramowania, zabezpieczeń itd.

    Mam jednak poważne wątpliwości natury etycznej i prawnej. Te drugie można pewnie rozwiązać odpowiednią umową. Co jednak z kwestiami etycznymi ? Niewidomi, niezbyt zamożni ludzie do tego jakieś urządzenie bez odpowiednich znaków i kraj w jakim prowadzone są badania - nie brzmi to zbyt dobrze. Być może źle oceniam autora, ale nie chodzi przypadkiem o przeprowadzenie badań naukowych pod pozorami leczenia ? Pewnie uzyskanie zgody na coś takiego w Polsce byłoby trudne.
  • #10
    jarek_lnx
    Poziom 43  
    maciej_333 napisał:
    Problem w tym, że taki przetwornik C/A nie kosztuje 10 zł.
    Ja lubię rozwiązywać czyjeś problemy, nawet nie biorąc za to wynagrodzenia, kiedy są takie proste, więc mogę ci znaleźć przetwornik 16bit - bo tyle wystarczy i jego cena nie przekroczy 100zł - nawet jeśli będę rozrzutny, wiec nie przeceniaj jego wpływu na końcowy koszt urządzenia, przynajmniej dopóki inni elektronicy czytają, na PW możesz napisać co chcesz.
    maciej_333 napisał:
    Zatem koszt profesjonalnego wykonania płytki i samych podzespołów będzie całkiem spory.
    Kilkaset zł, nadal nie nie jest to znaczący procent z 6000zł.
    maciej_333 napisał:
    Dochodzi jeszcze kwestia testów, napisania oprogramowania, zabezpieczeń itd.
    W tym projekcie płaci sie głównie za robociznę, a więc zaprojektowanie schematu, płytki, napisanie programu i przetestowanie, to nie jest żadna dodatkowa praca, to podstawowe zadanie do wykonania, które będzie musiał wykonać każdy elektronik który podejmie się tego zlecenia.
    Rozumiem że każdy chce zarobić, nie wykluczam że twoja robocizna jest warta więcej, albo że zaliczka powinna być większa, ale elementy od tego nie zdrożeją.
  • #11
    maciej_333
    Poziom 34  
    Kolego jarek_lnx - każdy ma prawo do swojego zdania, zresztą podobne dyskusje odnośnie opłacalności/ceny podzespołów/stawki godzinowej itd. są stałym elementem tego działu. Nadal sądzę, że przetwornik C/A będzie stanowił tu znaczny koszt. Zresztą koszt podzespołów, PCB i może nawet jakiejś obudowy to jak słusznie zauważył kolega 10 % budżetu. Nie wiadomo, czy podana kwota jest brutto, czy też netto.

    Z tym projektem wiążą się też kwestie nietechniczne, podane na końcu mojej wypowiedzi.

    Przetwornik o bipolarnym wyjściu każdy sobie chyba znajdzie. Rozdzielczość 16 bitów powinna tu być nawet nadto do osiągnięcia rozdzielczości nastawy prądu 1 µA. Doczytałem też, że autor chciałby również wyznaczać impedancję obciążenia. Nie napisał jednak czy koniecznie trzeba to rozłożyć na Re i Im, czy też starczy sam moduł. Tego pierwszego sobie jakoś tu nie wyobrażam. Konieczny byłby zatem jeszcze przetwornik A/C do pomiaru napięcia na wyjściu źródła prądowego. Nie wiadomo też na jakiej elektrodzie ma być mierzony prąd.
  • #12
    atom1477
    Poziom 43  
    To nie jest zdanie. To jest fakt. Przetwornik CA po prostu tyle nie kosztuje.
    Pisząc że jest inaczej po prostu wprowadzasz w błąd.
  • #13
    rashid5
    Poziom 11  
    maciej_333 napisał:
    Doczytałem też, że autor chciałby również wyznaczać impedancję obciążenia. Nie napisał jednak czy koniecznie trzeba to rozłożyć na Re i Im, czy też starczy sam moduł. Tego pierwszego sobie jakoś tu nie wyobrażam. Konieczny byłby zatem jeszcze przetwornik A/C do pomiaru napięcia na wyjściu źródła prądowego. Nie wiadomo też na jakiej elektrodzie ma być mierzony prąd.


    Pozwolę sobie odpowiedzieć. Zwykle wystarcza sam moduł. Pomiar impedancji w takim urządzeniu ma na celu ocenę jakości przytwierdzenia elektrod, tj. przy zbyt wysokiej impedancji personel powinien czy elektrody są dobrze nawilżone i przytwierdzone, kable dobrze wpięte, itd., a nie do dokładnej oceny impedancji tkanek, która zresztą jest zmienna (oddech, praca serca, itd.) Są od tego inne urządzenia i metody (np. w kardiografii impedancyjnej).

    Poza tym, konieczne jest również wpięcie w szereg kondensatora blokującego przepływ prądu stałego ze względów bezpieczeństwa pacjenta i ochrony elektrod przed korozja, co dodatkowo zaburzyłoby część urojona pomiaru.
  • #14
    maciej_333
    Poziom 34  
    rashid5 napisał:
    Poza tym, konieczne jest również wpięcie w szereg kondensatora blokującego przepływ prądu stałego ze względów bezpieczeństwa pacjenta i ochrony elektrod przed korozja, co dodatkowo zaburzyłoby część urojona pomiaru.

    Trudno wtedy będzie uzyskać przepływ prądu o kształcie prostokątnym. Raczej sygnał powinien być taki, by jego wartość średnia za okres była zerowa. Taką cechę ma np. sygnał podany w pierwszej wypowiedzi autora tego tematu.
  • #15
    Macosmail
    Poziom 33  
    Dlaczego trudno. Wystarczy użyć wymuszenia trójkątnego..
  • #16
    maciej_333
    Poziom 34  
    Macosmail napisał:
    Dlaczego trudno. Wystarczy użyć wymuszenia trójkątnego..

    To wynika z ic(t) = duc/dt. Zwyczajnie pochodna funkcji liniowej daje stałą. Tu jednak jest jeszcze jakaś rezystancja/impedancja szeregowa. Byłoby to zatem ładowanie kondensatora przez rezystor. Autor napisał też, że:
    FilipChojnacki napisał:
    The stimulus waveform could be monophasic, biphasic, or graphically specified.
    .
    Ostatni przypadek to już, jak rozumiem sygnał o dowolnym kształcie. Raczej prościej będzie, o ile to możliwe zastosować sprzężenie stałoprądowe.
  • #17
    FilipChojnacki
    Poziom 6  
    Wspomniane kształty prądu były w opcjach oryginalnego urządzenia, które zostało zmodyfikowane. Do potrzeb stymulacji przez gałkowej stosuje się kształt dwubiegunowy i taka opcja została tam i na Ukrainie wybrana do badań.
  • #18
    _jta_
    Specjalista elektronik
    1100mA przy oporze 5k oznacza napięcie 5.5kV i moc ponad 6kW - to by musiało kosztować dużo, dużo więcej, niż 6000zł, jeśli by miało działać precyzyjnie - kilka tysięcy zł kosztuje zasilacz 3kV na kilka mA o dużej stabilności napięcia. Więc wypadałoby się ograniczyć do 10mA...

    Pytanie, jaka ma być pojemność tego kondensatora - a właściwie, do jakiego napięcia może się on ładować podczas tego impulsu - bo o tyle większe musi być napięcie, jakie układ będzie w stanie wytworzyć - czy to będzie np. 10-20V, czy wielokrotnie więcej?

    Układ MOSFET + opornik + komparator może działać jako stabilizator prądu sterowany napięciem, do tego jakiś DAC do podawania napięcia, i układ włączający ten prąd na kilka ms; dwa takie układy, jeden do prądu dodatniego, drugi do ujemnego, i mamy to, o co chodzi.

    Sensowne może być zrobienie układu kaskodowego z wyłącznikami na obu stopniach kaskody - jeśli jeden zawiedzie, to drugi powinien wyłączyć, żeby impuls nie wyszedł bardzo długi - ze względu na bezpieczeństwo.

    Nie ma sensu kombinowanie, jaki ma być przebieg napięcia i jak go uzyskać - to ma być wymuszanie prądu, o ile spadek napięcia nie przekroczy możliwości układu. Tak będzie prościej i pewniej.

    Do tego jeszcze układ pomiaru napięcia, żeby mieć z czego wyliczyć oporność, pewnie nie musi być superdokładny, bo chodzi o wykrywania dużych odchyleń od tego, co powinno być, wskazujących na nieprawidłowe przyłożenie elektrod. Ale przy 1uA trudno będzie zmierzyć 5k...
  • #19
    rashid5
    Poziom 11  
    maciej_333 napisał:
    Trudno wtedy będzie uzyskać przepływ prądu o kształcie prostokątnym. Raczej sygnał powinien być taki, by jego wartość średnia za okres była zerowa. Taką cechę ma np. sygnał podany w pierwszej wypowiedzi autora tego tematu.


    W teorii tak, ale w praktyce bardzo ciężko jest o tak dokładna kalibracje, dlatego używa się kondensatora.

    Uważam tez, ze przebiegi nie muszą być idealnie prostokątne, w profesjonalnych urządzeniach, w których projektowaniu brałem udział miały przebieg raczej zbliżony do takiego (przykład monofazowy):
    [Zlecę] Wykonanie neurostymulatora

    I były zgodne ze standardami i oczekiwaniami lekarzy/naukowców.

    Ogólnie stymulacja ma za zadanie:
    1. Dostarczyć określona ilość energii do tkanek (przy odpowiedniej częstotliwości, wypełnieniu itp.),
    2. Ładunek na okres stymulacji powinien być zbalansowany, inaczej elektroda będzie korodować, a tkanka ulegała będzie obumieraniu (patrz: water electrolysis window)

    Dodatkowo, taki kondensator chroni pacjenta w przypadku niektórych awarii urządzenia, np. kiedy jedna z elektrod zostanie zwarta do Vmax.

    _jta_ napisał:
    1100mA przy oporze 5k oznacza napięcie 5.5kV i moc ponad 6kW - to by musiało kosztować dużo, dużo więcej, niż 6000zł, jeśli by miało działać precyzyjnie - kilka tysięcy zł kosztuje zasilacz 3kV na kilka mA o dużej stabilności napięcia. Więc wypadałoby się ograniczyć do 10mA....


    Myślę, ze jeżeli elektroda jest bezpośrednio na gałce ocznej, to autorowi chodziło raczej o 1100uA. Nawet w przypadku stymulacji przez-czaszkowej zwykle nie przekracza się wartości w okolicach 250mA/400V... Niemniej zgadzam się, ze budżet nie jest zbyt zachęcający :)
  • #20
    kortyleski
    Poziom 42  
    Zapytam ile takie urządzenie kosztuje. Produkcji fabrycznej.o to kto w razie awarii pójdzie siedzieć nie pytam. Ale 1,1A to mi trochę pachnie "nie bardzo wiem o czym piszę" krótka droga do usmażenia pacjenta na amen.
  • #21
    maciej_333
    Poziom 34  
    kortyleski napisał:
    Zapytam ile takie urządzenie kosztuje. Produkcji fabrycznej.

    Nie udało mi się czegoś takiego znaleźć w dodatku z podaną ceną.

    kortyleski napisał:
    o to kto w razie awarii pójdzie siedzieć nie pytam.

    Gdyby kwota była wyższa i nie miałbym wątpliwości o jakich pisałem wcześniej, to podjąłbym się wykonania czegoś takiego.
    maciej_999 napisał:
    Mam jednak poważne wątpliwości natury etycznej i prawnej. Te drugie można pewnie rozwiązać odpowiednią umową. Co jednak z kwestiami etycznymi ? Niewidomi, niezbyt zamożni ludzie do tego jakieś urządzenie bez odpowiednich znaków i kraj w jakim prowadzone są badania - nie brzmi to zbyt dobrze. Być może źle oceniam autora, ale nie chodzi przypadkiem o przeprowadzenie badań naukowych pod pozorami leczenia ? Pewnie uzyskanie zgody na coś takiego w Polsce byłoby trudne.

    kortyleski napisał:
    Ale 1,1A to mi trochę pachnie "nie bardzo wiem o czym piszę" krótka droga do usmażenia pacjenta na amen.

    Ten prąd to oczywiście jakaś bzdura i nie należy na to zwracać uwagi.

    rashid5 napisał:
    W teorii tak, ale w praktyce bardzo ciężko jest o tak dokładna kalibracje, dlatego używa się kondensatora.

    Nie wiem dlaczego to jest takie trudne. Przecież to kwestia odpowiedniego programu. Raczej jakieś ewentualne µA składowej stałej nie będą tu miały znaczenia.
  • #22
    FilipChojnacki
    Poziom 6  
    Dziękuję wszystkim za zainteresowanie zleceniem.
    Wykonawca został już wybrany.
    Temat można zamknąć.