Comments 21
Но ведь голова это не простая цепь, эквивалентная одиночному резистору. Ток пойдет разными путями. И неизвестно каким будет сигнал в нужной части цепи.
Нужно рассмотреть эквивалентную электрическую схему головы. Потребуются дополнительные электроды в обратной связи.
К тому же одноканальные стимуляторы это бесперспективно. А в многоканальных стимуляторах алгоритм генерации сигнала сложнее.
Такие устройства должны иметь батарейное питание. Чтобы при выходе из строя БП голова не простимулировалась синусоидой 220 В.
У меня валяется такой девайс, покупной, с батарейкой.
Cинусоида - это уже tACS)
Там поднимаем до 12В с помощью DC-DC c 5В от USB. Кстати, батарейка в 9В может убить, по возможности старайтесь этого избегать)
Хм. Задумался насчёт батарейки. Так-то можно в USB подключить powerbank. На мой взгляд, батарейку 9В в покупных устройствах используют для радикального упрощения схемы, а даже не из соображений безопасности. Там совсем просто, LM334Z + резистор и готов токоограничитель для tDCS, который из 9В тянет только требуемые 1мА, я так и делал себе tDCS, только миллиамперметр в схему добавлял.
Нужно питание от батарейки или аккумулятора. Риски подачи на голову неограниченных 12В - ничто (с учётом солевого раствора ощущения будут скорее всего неприятными, но летальный исход крайне маловероятен, особенно с учётом того, что человек не будет терпеть, а снимет с себя девайс) по сравнению с рисками подачи на голову 220В (летальный исход ожидаем, вероятен и времени на реакцию скорее всего не будет). То есть несмотря на все нагороженные схемы защиты девайс на самом деле опасен.
Согласен, безопасность - самый тонкий момент в таких устройствах.
В прототипе питание берётся от USB (5 В) с повышением до ±12 В через DC-DC. Ключевой фактор безопасности здесь именно жёсткое ограничение и мониторинг тока, а не уровень напряжения как таковой.
Читал стенфордскую статью про DIY tDCS, врезалась в память фраза вроде "батарейка 9В может тебя убить". Т.е. она может создать опасный ток. Там говорится, мол, не экономьте на миллиамерметрах, они должны быть частью схемы.
Что касается ощущений, tRNS обычно субъективно мягче tDCS именно потому, что биполярный сигнал не приводит к накоплению электрохимических эффектов и локальных сдвигов pH на электродах. Т.е. можно даже не почувтствовать опасный ток по жжению при работе с tRNS, так что риск, я думаю, даже выше и требования к контролю и мониторингу тока тоже выше.
Ну вообще, как я понимаю, истории про убивающую батарейку они в основном про ситуации, когда ток течёт через сердце (в случае tDCS/tRNS сердца на пути нет, электроды так расположены, что кратчайший путь через мозг). Мозг как ни странно устойчивее сердца, при той же электросудорожной терапии токи вообще в сотни миллиампер, массовой смертности не наблюдалось.
Суть в том, что отказ защитных схем при 5В USB на входе подопытного с правильно установленными электродами скорее всего не убьёт, во всяком случае быстро (но будут неприятны и не полезны для здоровья).
А вот отказ самого блока питания и пропуск сетевых 220В на электроды будет фатален с большей вероятностью (там и чистого термического эффекта хватит, чтобы убить, и того кто рядом кинется снимать электроды тоже долбанёт).
Так что обеспечить надёжную гальваническую развязку (питание от аккумулятора или от батарейки) важнее, чем обеспечить низковольтные защиты (хотя, конечно, нужны и те и другие). В статье много внимания уделено последним, но вопросы первых вообще не раскрыт, используется неизвестный бытовой USB блок питания.
А вопрос только про 220В?
Можно свести риск 220В на USB в ноль пауэрбанком.
Можно взять эту самую батарейку 9V, с нее сделать на DC-DC на 5V для питания контроллера и бустера для усилителей (иногда на всякие ардуинки вешают 9V напрямую и на встроенном в плату стабилизаторе получают нужные 5V, то там в тепло много уходит, некрасиво)
А на себе я разрешаю использовать БП 220V (но заводской, сертифицированный), потому что в заряднике или в БП компа уже есть трансформаторы, т.е. гальваническая развязка, там 220 на выход чтобы получить, должен случиться крайне маловероятный сценарий такого замыкания, чтобы переменный ток мог как-то попасть мимо всех трансформаторов, защит и выпрямителей на контакты USB.
А на себе я разрешаю использовать БП 220V (но заводской, сертифицированный),
Извините, этого совершенно не достаточно для медицинского прибора.
Прочитайте, хотя бы, эту статью. Просмотрите стандарты оттуда.
Просто, из статьи и комментариев кажется, что вы не понимаете опасных факторов, возникающих при сетевом питании устройства, подключенного к голове.
А на себе я разрешаю использовать БП 220V (но заводской, сертифицированный)
Только для начала надо взять мультиметр, и измерить напряжение между выходом источника и шиной заземления (нормального заземления). В некоторых случаях может быть больше 100 вольт. Конечно ток там будет очень маленький, но проблемы создать может.
(но заводской, сертифицированный)
Нужен сертифицированный для медицинских применений. БП для компьютера точно не такой.
Покупал что то подобное лет 10 назад. Потом каждом использовании тупел на пару часов. Хватило десятка попыток чтобы понять что идёт отупление. Выкинул
Благодарю! Спасибо, очень ценный коментарий.
Риски получить подобный результат важно проговаривать. Ну, раз уж тема зашла.
Мозг очень сложный. А эффект таких практик стимуляции очень сильный и зависит от огромного количества факторов. Агрессивный маркетинг устройств может легко вводить в заблуждение.
На себе за много лет я пробовал только один протокол (нашёл на PubMed, там проверяли на детях в контролируемых условиях), и то никому не рекомендую повторять. И всё это время я сознательно избегал других протоколов и монтажей, чтобы не утратить ключевых для меня навыков.
Может в этом и смысл, тренировать мозг в состоянии отупления, чтоб когда отпустит резко поумнеть. Это как утяжелители при тренировке мышц.
Думаю, мозг - высококонкурентная среда и там усиления одних зон могут угнетать другие. Или перестимуляция может вызвать обратный эффект. Он же и так много энергии потребляет и производит много продуктов обмена. Так что решение отказаться от практик, которые вызывают нежелательные эффекты - выглядит как разумный ход.
Но это не тема поста) Просто разумные предостережения тут не помешают, наверное.
Стать таким же умным как Стивен Хокинг. И таким же подвижным.
Точно! Конечно, это сильное преувеличение, но, по-моему, даже оно ближе к реальности, чем миф про "используем мозг только на 10%". Хорошая новость, что ещё есть обучение, дискомфортный и энергоемкий для мозга процесс, который зато может создавать высокоэффективные компактные нейронки внутри мозга.
Осталость только заставить себя учиться/работать)
Смоделируйте разброс номиналов в Хауленде. Он не лучший выбор из-за неустойчивости выходного сопротивления, которое может даже стать отрицательным.
Дифференциальный усилитель - лучше взять в готовом виде. Разброс резисторов сильно роняет подавление синфазной составляющей.
Параметры аудиокодеков, ЕМНИП, не нормируются на постоянном токе (0,5 В для смещения). Проверьте.
Спасибо!
Да, номиналы резисторов пробовал крутить туда-сюда на пару процентов в VCCS и это закономерно портило картинку, решал втыканием вместо 9кОм подстороечника, он помогал выправить ситуацию частично с перекосами, смотрел, чтобы усиление в целевых диапазонах нагрузки не менялось. А то, что ещё и усиление уползало от номинального потом компенсировал калибровкой цифрового усиления. Лишняя работа, но результат в целом приемлемый, по моим представлениям, тут прецизионности особой и не надо. Думаю, надо резюки более прецизионные брать и снова проверять, там цена вроде не особо меняется, зато может не потребуется подстройка и хватит калибровки.
Про дифференциальный усилитель тоже подумаю, да, он не являюется суперкритичной частью, но если есть варианты, как это удобнее и качественнее сделать, то стоит поисследовать. Я сначала смотрел на ADC биполярные (тогда бы и дифф. услилтель не пригодился) и сначала смотрел на аудио, но то, что с приятным ценником там постоянную составляющую давят, а это уже не то.
А по поводу постоянных токов, мне сразу мощно повезло, PCM5102A на модуле не имеет ВЧ фильтров и постоянную составляющую не давит, так что -0.5 он да, выдает постоянными очень аккуратно.
Я уже в прототипе всё перепроверял, насколько это можно с простеньким осциллографом. Я гонял на синусоидах, чтобы видеть всякие искажения. Думаю, надо ещё с постоянными токами в духе tDCS поиграться, чтобы ещё все помехи получше разглядеть
tRNS: Как инженерный азарт привёл к самодельному транскраниальному стимулятору