An embedded system for evoked biopotential acquisition and processing

This work presents an autonomous embedded system for evoked biopotential acquisition and processing. The system is versatile and can be used on different evoked potential scenarios like medical equipments or brain computer interfaces, fulfilling the strict real-time constraints that they impose. The embedded system is based on an ARM9 processor with capabilities to port a real-time operating system. Initially, a benchmark of the Windows CE operative system running on the embedded system is presented in order to find out its real-time capability as a set. Finally, a brain computer interface based on visual evoked potentials is implemented. Results of this application recovering visual evoked potential using two techniques: the fast Fourier transform and stimulus locked inter trace correlation, are also presented.Fil: Garcia, Pablo Andres. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ingeniería. Departamento de Electrotecnia. Laboratorio de Electrónica Industrial, Control e Instrumentación; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Spinelli, Enrique Mario. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ingeniería. Departamento de Electrotecnia. Laboratorio de Electrónica Industrial, Control e Instrumentación; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Toccaceli, Graciela Mabel. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ingeniería. Departamento de Electrotecnia. Laboratorio de Electrónica Industrial, Control e Instrumentación; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Architectural Design and History

Presentazione del nuovo Corso di Laurea Magistrale in Architectural Design and History del Polo Territoriale di Mantova del Politecnico di Milano, in lingua inglese, sul rapporto tra progetto di architettura in contesti storici e storia dell'architettura

An analog building block for signal conditioning instrumentation circuits

The design of analog signal conditioning circuits for instrumentation applications often requires designing a specific circuit for each case. For board-level design solutions, these circuits are generally implemented by using Operational Amplifiers (OA) and Instrumentation Amplifiers (IA). An analog building block (ABB) is proposed, which can be implemented with three standard OAs. Using different connection schemes and just adding a few resistors, it allows implementing several analog circuits such as common-mode conditioners, single-ended to differential and differential to single-ended converters, voltage and current amplifiers, current-to-voltage and voltage-to-current converters, among others. The proposed ABB is analyzed and applied to several typical analog conditioning problems. The design equations and experimental results for these circuits are presented.Fil: Spinelli, Enrique Mario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones en Electrónica, Control y Procesamiento de Señales. Universidad Nacional de La Plata. Instituto de Investigaciones en Electrónica, Control y Procesamiento de Señales; ArgentinaFil: Haberman, Marcelo Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones en Electrónica, Control y Procesamiento de Señales. Universidad Nacional de La Plata. Instituto de Investigaciones en Electrónica, Control y Procesamiento de Señales; Argentin

Insulating electrodes: a review on biopotential front-ends for dielectric skin-electrode interfaces

Insulating electrodes, also known as capacitive electrodes, allow acquiring biopotentials without galvanic contact with the body. They operate with displacement currents instead of real charge currents, and the electrolytic electrode–skin interface is replaced by a dielectric film. The use of insulating electrodes is not the end of electrode interface problems but the beginning of new ones: coupling capacitances are of the order of pF calling for ultra-high input impedance amplifiers and careful biasing, guarding and shielding techniques. In this work, the general requirements of front ends for capacitive electrodes are presented and the different contributions to the overall noise are discussed and estimated. This analysis yields that noise bounds depend on features of the available devices as current and voltage noise, but the final noise level also depends on parasitic capacitances, requiring a careful shield and printed circuit design. When the dielectric layer is placed on the skin, the present-day amplifiers allow achieving noise levels similar to those provided by wet electrodes. Furthermore, capacitive electrodes technology allows acquiring high quality ECG signals through thin clothes. A prototype front end for capacitive electrodes was built and tested. ECG signals were acquired with these electrodes in direct contact with the skin and also through cotton clothes 350 μm thick. They were compared with simultaneously acquired signals by means of wet electrodes and no significant differences were observed between both output signals.Fil: Spinelli, Enrique Mario. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ingeniería. Departamento de Electrotecnia. Laboratorio de Electrónica Industrial, Control e Instrumentación; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; ArgentinaFil: Haberman, Marcelo Alejandro. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ingeniería. Departamento de Electrotecnia. Laboratorio de Electrónica Industrial, Control e Instrumentación; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; Argentin

Superior Vena Cava Syndrome in a Patient with Polycytemia Vera: Diagnosis and Treatment

Polycythemia vera is a myeloproliferative disorder characterized by thrombotic complications both in the arterial and venous systems. We report the case of a 55-year-old patient affected by polycythemia vera, presenting with acute superior vena cava syndrome due to thrombosis of the upper part of the superior vena cava. Diagnosis was done clinically and by computed tomography scan and showed an unusual finding: an air bubble trapped in the brachiocephalic venous trunk. The patient underwent emergency surgery. Diagnosis and treatment of the case are discussed

Un Conjunto de Datos y Método de Post-Procesamiento para Evaluación de Interfaz Humano-Máquina de Dispositivos de Tipo Apuntador

The evaluation of human-machine interfaces (HMI) requires quantitative metrics to define the ability of a person to effectively achieve their goals using the HMI. In particular, for pointing-device type HMIs such as the computer mouse, an experiment quantifying movement by performing repetitive target selections allows defining a useful metric known as throughput (TP) using the Fitts’ Law test. In this work, a dataset obtained from an automated protocol application is presented, which is made publicly available through an on-line platform. A post-processing method to obtain performance parameters from the dataset is also presented, and its output is used to validate the data against similar experiments in the literature.La evaluacion de interfaces humano-máquina (HMI) requiere métricas cuantitativas para definir la capacidad de una persona para lograr eficazmente sus objetivos utilizando la HMI. En particular, para las HMIs del tipo dispotivo apuntador como el raton de la computadora, un experimento que cuatifica el movimiento al realizar selecciones repetitivas de objetivos permite definir una metrica útil conocida como rendimiento (TP) utilizando la prueba de la Ley de Fitts. En este trabajo, se presenta un conjunto de datos obtenido a partir de la aplicacion de un protocolo automatizado, el cual esta disponible públicamente a través de una plataforma en línea. Tambien se presenta un método de post-procesamiento para obtener parametros de rendimiento a partir del conjunto de datos, y sus resultados se utilizan para validar los datos en comparación con experimentos similares en la literatura.Fil: Madou, Rocío. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones en Electrónica, Control y Procesamiento de Señales. Universidad Nacional de La Plata. Instituto de Investigaciones en Electrónica, Control y Procesamiento de Señales; ArgentinaFil: Guerrero, Federico Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones en Electrónica, Control y Procesamiento de Señales. Universidad Nacional de La Plata. Instituto de Investigaciones en Electrónica, Control y Procesamiento de Señales; ArgentinaFil: Spinelli, Enrique Mario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones en Electrónica, Control y Procesamiento de Señales. Universidad Nacional de La Plata. Instituto de Investigaciones en Electrónica, Control y Procesamiento de Señales; Argentin

Amplificadores de instrumentación en aplicaciones biomédicas

Durante décadas, el procesamiento analógico de señales fue el único tipo de procesamiento electrónico posible. Con el advenimiento de las técnicas digitales, se incorpora la posibilidad de procesar las señales digitalmente. A partir de la reducción del costo de los procesadores digitales de señales (DSP) y de los convertidores analógico-digital (ADC), el procesamiento analógico fue cediendo terreno al digital y se podría decir que perdió protagonismo en el escenario electrónico actual. En aplicaciones biomédicas existen al menos dos tareas donde las técnicas analógicas son insustituibles: la amplificación de las débiles señales bioeléctricas a niveles apropiados para ser procesadas o digitalizadas y el rechazo a fuentes de interferencia electromagnética (EMI). Una señal comprometida en su rango de entrada por un gran nivel de EMI, no podrá ser mejorada aún con las más sofisticadas técnicas de procesamiento digital de señales. Además, una señal adquirida con EMI de 50 Hz, resulta muy difícil de "limpiar" por técnicas digitales sin degradar su calidad; resultando más complejo aún realizarlo en tiempo real. En esta tesis se analizan los mecanismos por los cuales la red de distribución de energía eléctrica (50Hz) interfiere en el registro de biopotenciales. Se proponen aquí un modelo simple para describir estos mecanismos y métodos específicos para determinar sus parámetros en forma experimental. Se analizan también las soluciones clásicas para la implementación de Amplificadores para Biopotenciales (A.B.) y se proponen circuitos originales apuntando a aplicaciones actuales como equipos alimentados a baterías con bajas tensiones de alimentación. Todo esto sin resignar características importantes en un A.B. como un elevado CMRR y una alta impedancia de entrada para señales de modo común. Como un caso particular, se presenta el problema de adquisición de biopotenciales sin electrodo de masa ("sistemas de dos electrodos"); se analizan en detalle sus características en cuanto a su vulnerabilidad a EMI y se propone una estrategia para la implementación de A.B. específicos para este tipo de aplicación. Los temas tratados en esta Tesis, tanto los de análisis como aquellos referidos a técnicas de diseño, fueron en primer lugar abordados en forma teórica, obteniendo expresiones analíticas útiles para la comprensión conceptual de los mecanismos involucrados y para el diseño de los circuitos. Luego, las expresiones obtenidas fueron validadas experimentalmente para lo cual, en algunos casos, se requirió el desarrollo de nuevas técnicas de medida.Facultad de Ingenierí

Interfaces para control cerebral

La función de una interfaz para control cerebral basada en señales de electroencefalograma (EEG), en forma general denominada BCI (Brain control Interface), es establecer un enlace directo entre el cerebro y una máquina, sin utilizar acciones motoras directas. Una BCI permite realizar operaciones simples a partir de la interpretación de las señales de EEG. Su desarrollo está principalmente orientado hacia la ayuda a personas con discapacidades motoras severas, que poseen deterioros en el sistema nervioso y muscular, pero no presentan lesiones cerebrales. Existen diversos paradigmas en la concepción de estas interfaces. En este trabajo se analizan fundamentalmente aquellas estrategias basadas en el procesamiento de los llamados "ritmos cerebrales". Estas señales se observan en la actividad cerebral bajo determinadas circunstancias, y pueden acondicionarse para generar acciones de control. Gran parte de los ensayos fueron realizados sobre solo un sujeto. Si bien la estadística no es significativa, los resultados obtenidos concuerdan aceptablemente con los reportados en la literatura. El objetivo de estos ensayos no fue arribar a conclusiones definitivas sino introducirnos en el tema, validar el sistema diseñado y fundamentalmente definir sus requerimientos que fueron surgiendo a lo largo del trabajo de tesis.Facultad de Ingenierí