PowerLabによるEOG計測

EOG(electrooculogram、電気眼球図)は眼球の動きが電気現象になるので生理学実習のテーマとして取り扱い易い。眼球運動にはいくつかのタイプがあるので学生が考察する材料がいくつも出てくる。考察できるかどうかは別にして。

昔はDCアンプが安価でなかったし、DCドリフトがあってDC記録が難しかった。最近といってもこの20年、DCアンプは簡単に作れるし安価だ。しかし、生理学の実習書では古いAC記録のままだ。

眼球が、例えば右10度回転し、そのまま保持すると右目尻は左目尻よりプラスになってそのま維持される。これをAC記録すると当然、次第に0Vに戻ってしまう。これを医学関係の学生に説明したくない。説明してもなかなか理解してもらえないからだ。

PowerLabではオプションでEOGポットというのを販売していて、DCで記録できる。しかしこのポッドは11万円もする。1台だけならなんとでもなるが10台となると予算申請とかして予算を獲得する必要がある。

いまどきオペアンプで1mV程度の現象のDC記録は難しくない。PowerLab の入力回路をなんとか調べたが詳細はわからない。模式図しかないので推定するしかない。Reference 入力というのがDINコネクタの1つのピンに割り当てられていて、これは本体内部のインスツルメント・アンプの入力に接続されており、オフセットを調節できるらしいというのを見つけた。インスツルメンテーションアンプの入力端子に何か加えるのは、ノイズ対策として良いわけはないが、ともかくこの入力に電圧を加えるとオフセット調節ができる。

とここまでは良かったのだが、残念なことに、このreference 入力が使えるのは+入力のみを使うときで作動増幅器としてインスツルメンテーションアンプを使うときには使えないというのがわかった。EOGポットと同じ機能の回路を reference 入力を使ってできるものとして回廊構成してから気がついた。作動アンプとして使わないとノイズが大きく使い物にならない。困った。

本体のインスツルメンテーションアンプのゲインやノイズは直接、EOG電極から入力して問題ない。

実際にEOGを記録するときは、視線を中央、右10度と変化させたときに発生する電圧を右10度と校正して使う。このゲインの校正は、ソフトでを使って設定できるから、これでいい。被験者毎に設定する必要があるが、電極を張り替えたりしないかぎりこれが変化することは考えにくい。電極と皮膚の間に生じるオフセットもおなじことでキャンセルできるが、このオフセットは、本来あまり変化しないはずだが、現実にはしばしば変化する。だからしょっちゅう調節する必要がでてくる。調整自体は簡単にできるが、いちいち別ウインドウを開いて設定しなければならず面倒である。それより、ポテンシオ・メータ(ボリューム)を回してて調節するほうが現実的である。

解決策は;

1)PowerLabの1チャネルのDINコネクタに出ている±入力をそのまま使い、オフセット調節用の電圧を2チャンネルに入力しチャネル1と2の差を計算して第3のチャネルに表示する。入力を1つつぶしてしまうので、他の現象との対応をみるために他の現象を記録することが出来なくなる可能性がある(3、4チャネルのBioAmp)を使うのなら別だが。

2)PowerLabのインスツルメンテーションアンプの±入力にオフセット調節用電圧を加えるのは、できても、電極と皮膚との間との抵抗とかで変化してしまうし、ノイズ対策として好ましくない。したがってプレアンプを作製しプレアンプの出力にオフセット電圧調節用電圧を加え、本体のインスツルメント・アンプの+入力だけを使うようにする。要するにEOGポッドを自作するのだ。インスツルメント・アンプとオペアンプ各1ヶが必要で、10倍くらいのゲインを設ければノイズ的にも良くなる。

時間がないから1)だな。

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