Ulepszyć dziecięce EEG

Autor 14/08/17 Nauka Brak komentarzy

Rozwiązanie problemów urządzeń do dziecięcego EEG – to wyzwanie postawione zostało przed uczestnikami hakatonu „Zrozumieć nietypowy mózg”, który odbył się na początku sierpnia w Centrum Nauki Kopernik. W ciągu niecałej doby powstały tam trzy innowacyjne prototypy urządzeń.

EEG to bezinwazyjna technika pomiarów aktywności elektrycznej mózgu. Polega ona analizowaniu sygnału pod kątem śladów zaburzeń o podłożu neurologicznym. Mierzony sygnał jest jednak dużo słabszy, niż np. podczas badań EKG (aktywności elektrycznej serca), co powoduje problemy. Elektrody często tracą dobry kontakt ze skórą, a sygnał podatny jest na zakłócenia związane np. z ruchami głowy – przez co jakość sygnału często zostawia wiele do życzenia. W konsekwencji niezwykle trudno jest prowadzić regularne, powtarzalne badania EEG, w celu np. oceny przebieg rozwoju mózgu.

Stworzenie lepszego urządzenia do dziecięcego EEG było wyzwaniem, które postawiono przed uczestnikami hakatonu „Zrozumieć nietypowy mózg”. Impreza trwała niecałe 24 godziny i odbyła się 5-6 sierpnia w Centrum Nauki Kopernik w Warszawie.

Zadaniem uczestników było wymyślenie i opracowanie rozwiązań problemów, które pojawiają się przy korzystaniu ze współczesnych urządzeń do EEG. Wśród kwestii, na które mieli zwrócić uwagę uczestnicy hakatonu, znalazły się m.in.: szybkość i łatwość stosowania czepka EEG (ważny jest czas zakładania – aby nie zmuszać dzieci do trzymania nieruchomo głowy przez wiele minut – oraz konstrukcja wymuszająca prawidłowe założenie czepka nawet przez osobę niedoświadczoną), jak również stabilność i jakość sygnału (czepek nie powinien przemieszczać się na głowie, a elektrody nie mogą tracić kontaktu ze skórą przy ruchach głowy).

Uczestnicy hakatonu przedstawili trzy propozycje rozwiązań.

Pierwsza z nich to bezprzewodowy czepek do EEG, składający się z podwójnej płytki OpenBCI (czyli gotowego mikrosterownika dostępnego na wolnej licencji) z modułem WiFi. Łączny koszt urządzenia wyniósł 2 tys. dolarów – znacznie mniej niż profesjonalne urządzenia, które mogą kosztować do 50 tys. dolarów, a działają z taką samą dokładnością i skutecznością. Zespołem kierował Paweł Chojnacki, a cała praca została udostępniona w repozytoriach OpenBCI.

Drugą propozycję stanowi przewodowy czepek EEG o regulowanym rozmiarze, opracowany przez Karolinę Matulewicz i Krzysztofa Orlińskiego. Podstawą konstrukcji urządzenia jest modułowy, częściowo izolowany układ przewodów wokół elektrod, złożony w kształt harmonijki, co zapewnia częściową elastyczność, a jednocześnie nie powoduje przemieszczania się elektrod. Specjalne „suwaki” w dwóch osiach, w linii rozmieszczenia kluczowej dla badania elektrod, pozwalają dodatkowo dopasować rozmiar czepka do dziecięcej głowy z zachowaniem proporcji rozmieszczenia elektrod.

Trzecim rozwiązaniem, zaproponowanym przez zespół złożony z Karoliny Żyniewicz, Magdaleny Kozak i Katarzyny Gawrońskiej, był elastyczny czepek EEG w formie pasków. Przed badaniem wkłada się do niego elektrody z dwoma wyprowadzeniami: elektrycznym i wodnym. Wkład hydrauliczny automatycznie nawilża przewodzącym żelem wszystkie elektrody, dzięki czemu najbardziej czasochłonna część badania – nałożenie żelu na wszystkie elektrody – może zostać skrócona z 15 minut do kilkunastu sekund.

„Chcemy, żeby Kopernik był hubem – przestrzenią, gdzie mogą nawiązać współpracę specjaliści z wielu odległych od siebie dziedzin, w tym naukowcy” – stwierdza koordynator wydarzenia z ramienia CNK Mateusz Pawełczuk. – „Podczas hakatonu to się udało. Ludzie sztuki, inżynierowie, programiści, psycholodzy zmagali się z zadanym problemem i efekty są zaskakujące. Całe wydarzenie od koncepcji po zakup sprzętu, było dość skomplikowane, ale kiedy widzę efekty pracy, wiem, że było warto.”

Wszystkie trzy zespoły pojadą na Festiwal Ars Electronica do Linzu (Austria), gdzie wezmą m.in. udział w kolejnym hakatonie tworzenia urządzeń EEG: software’owym lub dizajnerskim.

Hakaton „Zrozumieć nietypowy mózg” był częścią europejskiego projektu Sparks. Organizatorami wydarzenia byli CNK oraz Fundacja Nauki Otwartej. Przy imprezie współpracowali BabyLab UW, Open BCI, Medicover i School of Form SWPS.

Źródło: www.naukawpolsce.pap.pl

PODOBNE POSTY

Odpowiedz