Development of an ultra low noise, miniature signal conditioning device for vestibular evoked response recordings
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Inner ear evoked potentials are small amplitude (<1 μVpk) signals that require a low noise signal acquisition protocol for successful extraction; an existing such technique is Electrocochleography (ECOG). A novel variant of ECOG called Electrovestibulography (EVestG) is currently investigated by our group, which captures vestibular responses to a whole body tilt. The objective is to design and implement a bio-signal amplifier optimized for ECOG and EVestG, which will be superior in noise performance compared to low noise, general purpose devices available commercially. METHOD: A high gain configuration is required (>85 dB) for such small signal recordings; thus, background power line interference (PLI) can have adverse effects. Active electrode shielding and driven-right-leg circuitry optimized for EVestG/ECOG recordings were investigated for PLI suppression. A parallel pre-amplifier design approach was investigated to realize low voltage, and current noise figures for the bio-signal amplifier. RESULTS: In comparison to the currently used device, PLI is significantly suppressed by the designed prototype (by >20 dB in specific test scenarios), and the prototype amplifier generated noise was measured to be 4.8 nV/Hz @ 1 kHz (0.45 μVRMS with bandwidth 10 Hz-10 kHz), which is lower than the currently used device generated noise of 7.8 nV/Hz @ 1 kHz (0.76 μVRMS). A low noise (<1 nV/Hz) radio frequency interference filter was realized to minimize noise contribution from the pre-amplifier, while maintaining the required bandwidth in high impedance measurements. Validation of the prototype device was conducted for actual ECOG recordings on humans that showed an increase (p < 0.05) of ~5 dB in Signal-to-Noise ratio (SNR), and for EVestG recordings using a synthetic ear model that showed a ~4% improvement (p < 0.01) over the currently used amplifier. CONCLUSION: This paper presents the design and evaluation of an ultra-low noise and miniaturized bio-signal amplifier tailored for EVestG and ECOG. The increase in SNR for the implemented amplifier will reduce variability associated with bio-features extracted from such recordings; hence sensitivity and specificity measures associated with disease classification are expected to increase. Furthermore, immunity to PLI has enabled EVestG and ECOG recordings to be carried out in a non-shielded clinical environment.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».