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Sviluppo di un applicatore (caschetto) di dry electrodes per il monitoraggio di biosegnali (EEG, BCI).

Responsabile del Progetto.

Furio GRAMATICA.


Razionale.

Una sessione di addestramento e di utilizzo dell'interfaccia uomo-macchina..Gli elettrodi convenzionali usati per EEG a breve e lungo termine (sia in versione singola che integrati in una cuffia) presentano numerosi inconvenienti e limiti di utilizzo legati principalmente alle condizioni di preparazione del paziente, agli artefatti da movimento e all'impossibilità di acquisire segnali per lunghi periodi. Inoltre i pazienti sono spesso obbligati alla assoluta immobilità pena la non affidabilità del tracciato. Il nostro obbiettivo è quello di superare questi limiti studiando un caschetto che abbia le seguenti caratteristiche: adattabile, al fine di assicurare l'adesione e la stabilità degli elettrodi, dotato di regolatore per la profondità di penetrazione dei microaghi (nostri dry electrodes) in base alla variabilità inter-individuale di spessore della cute, privo di preparazione della cute con paste o gel elettrolitici (grazie alla presenza dei microaghi che bypassano lo strato corneo).


Obiettivi.

Lo scopo principale del progetto è quello di sviluppare e brevettare un applicatore a forma di caschetto, adattabile alle diverse dimensioni del neurocranio, in cui inserire i nostri elettrodi innovativi con microaghi (dry electrodes) per registrazioni elettrofisiologiche a breve e lungo termine, in particolare, per l’elettroencefalogramma o il brain computer interface (BCI). Il caschetto combinato con i dry electrodes a microaghi sarà facilmente applicabile e regolabile; in particolare verrà sviluppato e testato nell'ottica di: semplificare le fasi di preparazione del paziente migliorandone la compliance, e rendere più stabile nel tempo l'acquisizone dei biosegnali. Quindi con il nostro dispositivo sarà possibile effettuare registrazioni biopotenziali in condizioni dinamiche e di normale azione del paziente nell’ambiente circostante o di trattenere il paziente per sessioni prolungate nel tempo per monitorare i biopotenziali.


Metodi.

Le attività sperimentali, sono lo studio dell'ergonomia del caschetto e la valutazione dell'accoppiamento meccanico tra caschetto e dry electrodes. Gli esperimenti vengono effettuati con un prototipo di caschetto in cui vengono inseriti ad hoc le matrici di microaghi di acciaio. Per raggiungere i nostri obbiettivi effettuiamo test in vivo di monitoraggio di biopotenziali su volontari sani. Si effettuano analisi a breve (EEG basale, BCI) e lungo termine (EEG holter, polisonnografia). I parametri come qualità del segnale, confort del paziente e tempistiche di preparazione del sistema vengono confronti con i sistemi convenzionali di applicazione degli elettrodi.


Risultati.

I risultati ottenuti fino ad ora hanno evidenziato che la qualità dei biosegnali rilevati con device di microaghi risultano confrontabili con gli elettrodi standard ma sono più stabili nel tempo. Il maggiore potenziale di mercato per questa tecnologia si avrà per gli esami EEG, la polisonnografia e BCI nei quali la preparazione personalizzata del paziente richiede personale esperto e il discomfort del paziente è oggettivo sia al momento della preparazione sia alla conclusione. Il nuovo applicatore a "caschetto", abbinato ai dry electrodes, sarà competitivo rispetto alle cuffie con elettrodi tradizionali soprattutto nel monitoraggio dei pazienti con disabilità in cui l'applicazione e la rimozione delle cuffie tradizionali diventa ancora più lunga e laboriosa. Dunque la possibilità di razionalizzare e velocizzare la procedura di applicazione degli elettrodi, pur garantendo igiene e sicurezza, potrebbe aumentare l'efficenza dell'ambulatorio diagnostico in termini di numerosità di esami effettuati.

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