جهاز الرسم الكهربائي: هو جهاز مخطط كهربية الدماغ (EEG) ويستخدم لإنشاء صورة للنشاط الكهربائي للدماغ، تم استخدامه للتشخيص الطبي والبحوث العصبية الحيوية، تشمل المكونات الأساسية لجهاز الرسم الكهربائي الأقطاب الكهربائية ومكبرات الصوت ووحدة التحكم في الكمبيوتر وجهاز العرض، كما يتضمن التصنيع عادةً إنتاج منفصل للمكونات المختلفة والتجميع والتعبئة النهائية، تم تطوير جهاز الرسم الكهربائي (EEG) لأول مرة خلال أوائل القرن العشرين واستمر تحسينه.
مواد أولية لصناعة آلة الرسم الكهربائي:
يُعتقد أن هذا الجهاز سيؤدي إلى مجموعة واسعة من الاكتشافات المهمة في كل من وظائف الدماغ الأساسية وعلاجات الأمراض العصبية المختلفة، تعتمد وظيفة جهاز مخطط كهربية الدماغ على حقيقة أن الخلايا العصبية في الدماغ تنتج باستمرار إشارات كهربائية صغيرة، تنقل الخلايا العصبية المعلومات في جميع أنحاء الجسم كهربائياً، تخلق نبضات كهربائية عن طريق انتشار أيونات الكالسيوم والصوديوم والبوتاسيوم عبر أغشية الخلايا.
عندما يفكر الشخص أو يقرأ أو يشاهد التلفاز، يتم تحفيز أجزاء مختلفة من الدماغ، ينتج عن ذلك إشارات كهربائية مختلفة يمكن مراقبتها بواسطة مخطط كهربية الدماغ، تُلصق الأقطاب الكهربائية الموجودة في جهاز تخطيط كهربية الدماغ بفروة الرأس حتى يتمكنوا من التقاط موجات الدماغ الكهربائية الصغيرة التي تنتجها الأعصاب، عندما تنتقل الإشارات عبر الجهاز؛ فإنّها تمر عبر مكبرات الصوت التي تجعلها كبيرة بما يكفي لعرضها، تعمل مكبرات الصوت مثل مكبرات الصوت في نظام الاستريو.
زوج واحد من الأقطاب الكهربائية يشكل قناة، تحتوي آلات (EEG) في أي مكان من ثماني إلى 40 قناة وذلك اعتماداً على التصميم، تقوم آلة (EEG) إما بطباعة نشاط الموجة على الورق أو تخزينها على محرك أقراص ثابت للكمبيوتر لعرضها على الشاشة، من المعروف منذ فترة طويلة أن الحالات الذهنية المختلفة تؤدي إلى عروض مختلفة في مخطط كهربية الدماغ، كل من أنماط موجات الدماغ هذه لها ترددات وسعات مختلفة للموجات.
يتم استخدام العديد من المواد الخام في بناء جهاز تخطيط كهربية الدماغ، مثل لوحات الدوائر المطبوعة الداخلية عبارة عن صفائح مسطحة ومطلية بالراتنج، ترتبط بها مكونات إلكترونية مثل المقاومات والمكثفات والدوائر المتكاملة المصنوعة من أنواع مختلفة من المعادن والبلاستيك والسيليكون، تصنع الأقطاب الكهربائية بشكل عام من الفضة وسبيكة تتكون من النحاس والنيكل والزنك مفيدة بشكل خاص لأنها ناعمة بما يكفي للطحن والتلميع بسهولة.
يمكن أيضاً استعمال الفولاذ الذي يقاوم للصدأ والذي يحتوي على تركيز أعلى من النيكل، تميل إلى أن تكون أكثر مقاومة للتآكل ولكن من الصعب الحفر والآلة، يتم استخدام كذلك شريط لاصق لتوصيل الأقطاب الكهربائية السطحية بالمريض؛ نظراً لأن الإشارات الكهربائية تنتقل بشكل ضعيف عبر الجلد إلى الأقطاب الكهربائية، فعادة ما تكون هناك حاجة إلى معجون أو هلام بالكهرباء.
تصميم آلة الرسم الكهربائي:
تشمل الأنظمة الأساسية لجهاز آلة الرسم الكهربائي جمع البيانات وتخزينها وعرضها، تشتمل مكونات هذه الأنظمة على أقطاب كهربائية وأسلاك توصيل ومكبرات صوت ووحدة تحكم كمبيوتر وجهاز عرض، في الولايات المتحدة اقترحت إدارة الغذاء والدواء (FDA) اقتراحات إنتاج لمصنعي أجهزة تخطيط أمواج الدماغ، يمكن تقسيم الأقطاب الكهربائية أو الخيوط المستخدمة في جهاز تخطيط كهربية الدماغ إلى نوعين بما في ذلك الأقطاب الكهربائية السطحية والإبرة.
بشكل عام توفر الأقطاب الكهربائية بالإبرة وضوح أكبر للإشارة لأنه يتم حقنها مباشرة في الجسم، هذا يزيل كتم الإشارات التي يسببها الجلد، بالنسبة للأقطاب الكهربائية السطحية توجد نماذج يمكن التخلص منها مثل أقطاب علامة التبويب والحلقة والقضيب، هناك ك ذلك أقطاب قابلة لإعادة الاستخدام للقرص والأصابع، يمكن أيضاً دمج الأقطاب الكهربائية في غطاء قطب كهربائي يتم وضعه مباشرة على الرأس.
تتوفر مجموعة متنوعة من طابعات الإخراج والشاشات لأجهزة تخطيط كهربية الدماغ، أحد الأجهزة الشائعة هو الجلفانومتر أو مسجل الشريط الورقي، يقوم هذا الجهاز بطباعة نسخة ورقية من إشارات مخطط كهربية الدماغ بمرور الوقت ويتم استخدام أنواع أخرى من الأجهزة بما في ذلك طابعات الكمبيوتر والأقراص الضوئية والأقراص المضغوطة القابلة للتسجيل ووحدات الشريط المغناطيسي.
كيفية تصنيع آلة الرسم الكهربائي:
أقطاب كهربائية:
يتم استلام أقطاب مخطط كهربية الدماغ عادةً من موردين خارجيين ويتم فحصها لمعرفة ما إذا كانت تتوافق مع المواصفات المحددة، ويعد قطب الإبرة أحد أنواع الأقطاب المستخدمة بشكل شائع في جهاز مخطط كهربية الدماغ، يمكن أن تكون مصنوعة من شريط من الفولاذ المقاوم للصدأ ويتم تسخين الشريط حتى يصبح طري ثم يُبثق ليشكل أنبوب غير ملحوم، ثم يتم سحب الأنبوب لإنتاج أنبوب مجوف دقيق.
يتم قطع هذه الأنابيب إلى الطول المطلوب ثم شحذها بشكل مخروطي لإنتاج نقطة، لضمان سهولة الإدخال يتم تمرير الأنبوب وتوفير طلاء مقاوم للمواد الكيميائية، عندما يخرج الأنبوب يتم تسخينه لتبخر المذيب والسماح للطلاء بالالتصاق، ثم يتم وضع الأنبوب ميكانيكياً في قطعة محول بلاستيكية مصنوعة بآلة التشكيل بالحقن، تسمح هذه القطعة للإبر التي يمكن التخلص منها والمغلفة بشكل فردي بالتوصيل بسلك الرصاص.
الإلكترونيات الداخلية:
يتم تجميع مكبرات الصوت ووحدة التحكم في الكمبيوتر تماماً مثل المعدات الإلكترونية الأخرى وتتم طباعة التكوينات الإلكترونية أولاً على لوحات الدوائر، يمكن تزويد الألواح برقائق ومكثفات وثنائيات وصمامات وأجزاء إلكترونية أخرى يدوياً أو تمريرها عبر آلة آلية، تعمل هذه الآلة مثل آلة وضع العلامات، يتم تحميلها بالعديد من مكبات المكونات الإلكترونية ورؤوس التثبيت، يتحكم الكمبيوتر في حركة رجل يخضع لفحص مخطط كهربية الدماغ ويرتدي قبعة مزودة بأقطاب كهربائية.
في الخطوة التالية تقوم آلة لحام الموجة بلصق المكونات الإلكترونية باللوحة، عندما تدخل الألواح إلى هذا الجهاز يتم غسلها بالتيار المتدفق لإزالة الملوثات التي قد تسبب دوائر قصيرة، ثم يتم تسخين 8 ألواح باستخدام حرارة الأشعة تحت الحمراء ويتم تمرير الجانب السفلي من اللوحة فوق وعاء من اللحام المنصهر، يملأ اللحام المناطق المطلوبة من خلال عمل الشعيرات الدموية، عندما تبرد الألواح يتصلب اللحام وتثبت الإلكترونيات في مكانها.
المضخم:
يتم تجميع اللوحات الإلكترونية لمكبر الصوت معاً وتثبيتها على غلاف ويتم ذلك عادةً بواسطة مشغلي الخطوط الذين يضعون القطع على ألواح مسبقة الصنع، يتكون الغلاف من بلاستيك قوي يتم إنشاؤه من خلال عمليات القولبة بالحقن النموذجية، في هذه العملية يتم إنشاء قالب من قطعتين له الشكل العكسي للجزء المطلوب ويتم حقن البلاستيك المصهور في القالب وعندما يبرد يتشكل الجزء.
التجميع النهائي:
يتم تجميع كل مكون من مكونات الجهاز معاً ووضعه في إطار معدني مناسب، تتم هذه العملية من قبل مشغلي الخط الذين يعملون في ظروف نظيفة للغاية، عندما يتم تجميع المكونات يتم وضعها عادةً على عربة فولاذية متينة لجعل الجهاز قابلاً للنقل، يتم بعد ذلك وضع الأجهزة النهائية في العبوة النهائية مع الملحقات مثل الأقطاب الكهربائية وبرامج الكمبيوتر وورق المطبوعات والأدلة.
