自宅での脳卒中リハビリテーションが近づいている

ヒューストン大学の専門家がポータブルEEGヘッドセットを開発

ローリー・フィックマン 713-743-8454

2023 年 8 月 8 日

毎年脳卒中を患う米国の79万5,000人にとって、在宅脳卒中リハビリテーションの世界は驚くべきニュースに近づいている。 リハビリテーション目的で脳卒中患者の脳を動力付き外骨格に接続する、新しい低コストのポータブル ブレイン コンピューター インターフェイスが、ヒューストン大学で検証およびテストされました。

「私たちは、閉ループ脳コンピューター (BCI) インターフェイスおよびモノのインターネット (IoT) アプリケーション向けの頭皮脳波 (EEG) 記録用の、ワイヤレスで使いやすいモバイル乾式電極ヘッドセットを設計および検証しました。」ホセ・ルイス・コントレラス・ビダル教授、ヒュー・ロイ教授、リリー・クランツ・カレン電気・コンピュータ工学特別教授がセンサー誌に報告している。 Contreras-Vidal は、非侵襲的なブレインマシン インターフェイスとロボット デバイスの発明における国際的な先駆者です。

EEG ベースのブレイン コンピューター インターフェイス (BCI) は、EEG を解釈することによって脳と外部デバイス間の経路を提供するシステムです。 言い換えれば、このデバイスはユーザーの心を読み取り、脳の活動を解釈してロボットの動きを開始します。 頭皮脳波に基づくブレインマシンインターフェースには、脳卒中後の皮質可塑性を促進する可能性もあり、運動回復の成果を改善することが示されています。 調整可能なヘッドセットは市販の既製コンポーネントから設計されており、人口の 90% に対応できます。 BCI アルゴリズムと自動位置決め乾燥電極ブラケットの両方について特許出願中です。これにより、ユーザーの髪を分けながら電極を頭皮に確実に接触させながら垂直方向の自動位置決めが可能になります。

「私たちは、相互運用性、コスト、移植性、使いやすさ、フォームファクタ、信頼性、閉ループ動作のバランスをとった多面的なアプローチを採用しました」とコントレラス・ビダル氏は述べています。

現在のプロトタイプでは、感覚運動野にわたる電極ブラケットに 5 つの EEG 電極が組み込まれ、目の動きと瞬きを測定するために 3 つの皮膚センサーが組み込まれています。 頭部の動きを測定する慣性運動ユニットにより、BCI アプリケーション向けのポータブル脳体イメージング システムが可能になります。

「ほとんどの市販のEEGベースのBCIシステムは、固定された処理ハードウェアに接続されているか、複雑なプログラミングやセットアップが必要なため、技術的な支援や広範なトレーニングなしでは診療所や研究室の外に導入することが困難です。 ポータブルでワイヤレスの BCI システムは、自宅、職場、遊びなどの臨床および非臨床のモバイル アプリケーションで研究室の外で使用できるため、非常に好まれています」と Contreras-Vidal 氏は述べています。

本発明は、一連のニーズを解決する。

「現在の市販のEEGアンプとBCIヘッドセットは法外に高価で、相互運用性が欠けているか、BCIアプリケーションに不可欠な高い信号品質や閉ループ動作を提供できません」とContreras-Vidal氏は述べた。