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生体適合性インクで脳波を測定

詳細については、 細胞生体材料、この技術はまた、非侵襲的なブレインコンピューターインターフェースアプリケーションを強化する可能性を秘めています。 「センサー設計、生体適合性インク、高速印刷における当社のイノベーションは、臨床現場の内外で幅広い応用が可能な電子タトゥーセンサーの将来の身体上製造への道を切り開きます」と論文の共同執筆者であるNanshu Lu氏は述べています。テキサス大学オースティン校にて。 脳波検査 (EEG) は現在、発作、脳腫瘍、てんかん、脳損傷などの神経学的状態の診断に使用されています。 EEG検査中、技術者は患者の頭皮を測定し、患者の脳活動を監視するために長いワイヤを介してデータ収集機械に接続された電極を接着する場所に十数か所のマークを付けます。この設定は時間がかかり面倒であり、脳波検査を何時間も受ける患者にとっては不快な場合があります。 ルー氏と彼女のチームは、人間の皮膚の表面からの身体信号を追跡する電子タトゥー (e-タトゥー) の開発の先駆者となっています。科学者たちは心臓の活動を測定するために胸に、疲労度を測定するために筋肉に、そして汗の成分を測定するために脇の下に電子タトゥーを施した。 以前は、電子タトゥーは通常、皮膚に転写される前に接着剤の薄い層に印刷されていましたが、これは毛のない領域にのみ効果がありました。 「毛深い肌に適合する素材を設計することは、e-タトゥー技術における永続的な課題でした」とルー氏は声明で述べた。これを克服するために、チームは導電性ポリマーで作られた一種の液体インクを設計しました。インクは髪の中を流れて頭皮に到達し、乾燥すると薄膜センサーとして機能し、頭皮を通じて脳の活動を感知します。 研究者らは、コンピューターアルゴリズムを使用して、患者の頭皮にEEG電極を設置するスポットを設計できる。次に、デジタル制御のインクジェット プリンターを使用して、e-tattoo インクの薄い層をスポットにスプレーします。このプロセスは迅速で、接触を必要とせず、患者に不快感を与えることもない、と研究者らは述べた。 研究チームは、短髪の参加者5人の頭皮に電子タトゥー電極を印刷した。彼らはまた、e-tattooの隣に従来のEEG電極を取り付けました。研究チームは、e-tattoo がノイズを最小限に抑えながら脳波を検出する点で比較的良好に機能することを発見しました。 6 時間後、従来の電極上のゲルは乾燥し始めました。これらの電極の 3 分の 1 以上は信号を受信できませんでしたが、残りの電極のほとんどは皮膚との接触が減少しており、信号検出の精度が低下していました。対照的に、e-tattoo 電極は少なくとも 24 時間安定した接続性を示したと言われています。 さらに、研究者らはインクの配合を調整し、標準的な脳波検査で使用されるワイヤーの代わりに、電極から頭の付け根まで伸びる電子タトゥーのラインを印刷した。 「この調整により、プリント配線は途中で新たな信号を拾うことなく信号を伝達できるようになりました」と共著者であるカリフォルニア大学ロサンゼルス校のシーミン・ヘ氏は述べた。 次にチームは、脳波データを収集する小型デバイスに、タトゥーの間にはるかに短い物理的なワイヤーを取り付けました。研究チームは、将来的には完全ワイヤレスEEGプロセスを実現するために、e-tattooにワイヤレスデータ送信機を埋め込む計画だと述べた。 「私たちの研究は、非侵襲性のブレインコンピューターインターフェースデバイスの設計方法に革命を起こす可能性があります」と共著者であるテキサス大学オースティン校のホセ・ミラン氏は述べた。 ブレイン コンピューター インターフェイスは、音声や動作などの機能に関連する脳活動を記録し、それらを使用して外部デバイスを制御します。現在、これらのデバイスには、使用しにくい大型のヘッドセットが必要となることがよくあります。電子タトゥーは外部装置を置き換え、電子機器を患者の頭に直接印刷する可能性があり、ブレイン・コンピューター・インターフェース技術をより利用しやすくする可能性があるとミラン氏は述べた。 #生体適合性インクで脳波を測定