Реабилитация после инсульта на дому уже близко

Эксперт из Хьюстонского университета создал портативную ЭЭГ-гарнитуру

Лори Фикман 713-743-8454

8 августа 2023 г.

Мир реабилитации после инсульта на дому растет. Это невероятная новость для 795 000 человек в Соединенных Штатах, которые ежегодно переносят инсульт. Новый недорогой портативный интерфейс «мозг-компьютер», который соединяет мозг пациентов, перенесших инсульт, с экзоскелетами с питанием в целях реабилитации, был проверен и протестирован в Университете Хьюстона.

«Мы разработали и протестировали беспроводную, простую в использовании мобильную гарнитуру с сухими электродами для записи электроэнцефалографии (ЭЭГ) кожи головы для замкнутого интерфейса мозг-компьютер (BCI) и приложений Интернета вещей (IoT)», сообщает профессор Хосе Луис Контрерас-Видаль, Хью Рой и Лилли Кранц Каллен, заслуженный профессор электротехники и компьютерной техники, в журнале Sensors. Контрерас-Видаль — международный пионер в области неинвазивных интерфейсов «мозг-машина» и изобретений роботизированных устройств.

Интерфейс мозг-компьютер (BCI) на основе ЭЭГ — это система, которая обеспечивает путь между мозгом и внешними устройствами путем интерпретации ЭЭГ. Другими словами, устройство читает ваши мысли, интерпретируя активность мозга, чтобы инициировать роботизированное движение. Интерфейсы «мозг-машина», основанные на ЭЭГ кожи головы, также могут способствовать пластичности коры головного мозга после инсульта, что, как было показано, улучшает результаты восстановления моторики. Регулируемая гарнитура, изготовленная из готовых коммерческих компонентов, рассчитана на 90% населения. Запатентован алгоритм BCI и самоустанавливающийся кронштейн сухого электрода, позволяющий осуществлять вертикальное самопозиционирование при разделении волос пользователя на пробор, чтобы обеспечить контакт электрода с кожей головы.

«Мы использовали многосторонний подход, который сбалансировал совместимость, стоимость, портативность, удобство использования, форм-фактор, надежность и работу с обратной связью», — сказал Контрерас-Видаль.

В текущем прототипе пять электродов ЭЭГ были включены в кронштейн электродов, охватывающий сенсомоторную кору, и три кожных датчика были включены для измерения движения глаз и моргания. Устройство инерционного движения, измеряющее движение головы, позволяет создать портативную систему визуализации мозга и тела для приложений BCI.

«Большинство коммерческих систем BCI на основе ЭЭГ привязаны к неподвижному оборудованию обработки или требуют сложного программирования или настройки, что затрудняет их развертывание за пределами клиники или лаборатории без технической помощи или обширного обучения. Портативная и беспроводная система BCI очень предпочтительна, поэтому ее можно использовать за пределами лаборатории в клинических и неклинических мобильных приложениях дома, на работе или в игре», — сказал Контрерас-Видал.

Изобретение решает множество задач.

«Современные коммерческие усилители ЭЭГ и гарнитуры BCI непомерно дороги, не обладают функциональной совместимостью или не обеспечивают высокое качество сигнала или работу с обратной связью, что жизненно важно для приложений BCI», — сказал Контрерас-Видал.