Evaluación del desempeño de la impedancia en modelos estructurales de electrodos EEG de tecnología MNA

Abstract

El desempeño de la impedancia como parámetro eléctrico en modelos estructurales de electrodos de Electroencefalografía (EEG) es muy importante para adquirir señales biológicas de calidad. Las curvas de impedancia se han medido en simulación en la superficie del cuero cabelludo entre el electrodo y la piel. El comportamiento de la curva de impedancia es de tipo asintótico decreciente en un rango de frecuencia de 0 Hz a 1.5 MHz. Para determinar las variaciones de impedancia, se construyeron 4 modelos de electrodos de matriz de microagujas (MNA), utilizando un método de elementos finitos (FEM). Por lo anterior, los resultados reportados en la literatura científica recomiendan el uso de esta tecnología en aplicaciones biomédicas, debido a la baja impedancia mantenida por los electrodos MNA en el tiempo con relación a los electrodos húmedos estándar. En este sentido, se lleva a cabo la comparación de curvas de impedancia entre el modelo de electrodo FEM y el modelo húmedo estándar. Como resultado, la impedancia entre la piel y el cuero cabelludo es de aproximadamente 7.5 kohms. Se desea que con el uso de la tecnología MNA la media de la impedancia se haya ubicado en el rango de impedancia permisible. Utilizando Ansys Electronics ™, se diseñaron y evaluaron modelos de electrodos MNA, y sus resultados se contrastaron con los principales modelos de la literatura. Además, se identificó que la variación de los parámetros estructurales evaluados conduce a una disminución de la impedancia y permitirá definir una nueva topología de electrodo, que reducirá el valor de la impedancia de acuerdo con los rangos permisibles para la adquisición de EEG y su caracterización recomendada para implementar en aplicaciones de EEG de grabación biomédica.