长期稳定的电极,可穿戴的脑机接口

可穿戴式医疗设备的未来医学的一个重要组成部分,世界各地的研究人员的重点。他们开门的长期连续监测病人以外的医疗设置给临床医生的准确图片发生了什么和一个更好的机会去有效地治疗他们的疾病。

德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员已经开发出一种electroencefalography (EEG)电极监测病人戴在他们的头上大脑活动。EEG电极系统可以作为脑机接口(BCI),可以控制的大脑信号帮助修复大脑损伤引起的中风和其他疾病。

这种电极,一篇新论文发表在《华尔街日报》所示生物传感器和生物电子学可以穿舒适和稳定的四个星期,可能无需任何医务人员干预,以维持其市场份额。这是一个巨大的进步的今天,因为这些类型的电极通常需要更换每隔几小时或几天。

“我们希望人们可以在家里穿长时间做他们的康复,而不必进入诊所或康复中心每天好几个星期,更具挑战性,当你恢复中风,”说Huiliang(伊万)王,助理教授Cockrell工程学院生物医学工程和项目的领导人之一。

今天脑电图电极有两种主要类型,干燥和潮湿,不适合长期监测一致。湿电极,凝胶,录音的工作做得更好大脑的活动但比干电极需要更多的维护。

研究者的新电极湿的好处,凝胶电极,和消除重大缺点,比如他们倾向于变干,然后下降。该项目建立在一个有前途的解决方案在早期研究阶段,包括利用导电聚合物电极的基础。

研究人员把这个想法通过使用到下一水平导电聚合物与聚合物有高含水量。的好处,让他们利用凝胶材料,主要是他们可以给准确记录尽管干扰引起的皮肤和头发,一个概念称为electrode-skin阻抗。

小王和他的团队加入教员来自钱德拉家庭电子和计算机工程系:何塞·德尔·r·文澜教授和助理教授桃之夭,BCI的专家。他们一起开发和新的脑电图使用电极BCI系统特点。

电极系统记录大脑活动,如大脑告诉手移动。然而,中风破坏神经通路之间的身体部位,使其难以发送行动的信号。合并后的脑机接口和功能电刺激可以思考移动身体的一部分转化为行动,刺激目标区域进行大脑的命令。这种方法可以帮助重建之间的通信路径的大脑和身体的其他部位被中风破坏。

“这些新脑电图电极有可能彻底改变非侵入性BCI领域,目前需要大量的专家支持建立系统每一个会话,“文澜德尔说。“进一步,因为掌握BCI -诱导功能恢复以及大脑可塑性——需要培训主题,有一个永久性的系统,人们可以利用自主整天将推动该技术的潜力。”

下一步的研究人员正在扩大多长时间电极可以穿,这类型的活动因为它使得基于脑电图可穿戴吗脑机接口可以促进。他们也看应用程序(如控制轮椅运动假肢和更多。

团队包括Ju-Chun Hseih理查德•安德森Kai翼Kevin Tang Wenliang王,Ilya Pyatnitskiy从生物医学工程系;侯赛因Alawieh来自Iwane和Linran赵来自钱德拉家庭电子和计算机工程系;赛义德·阿卜杜拉的心理标准以内的文学院;李、杨的化学工程综合理工学院蒙特利尔。