La riabilitazione per ictus a casa è vicina

Esperto dell'Università di Houston crea una cuffia EEG portatile

Di Laurie Fickman 713-743-8454

8 agosto 2023

Il mondo della riabilitazione domiciliare per l’ictus è sempre più vicino, una notizia incredibile per le 795.000 persone che ogni anno negli Stati Uniti soffrono di ictus. Una nuova interfaccia cervello-computer portatile e a basso costo che collega il cervello dei pazienti colpiti da ictus a esoscheletri potenziati per scopi riabilitativi è stata convalidata e testata presso l’Università di Houston.

“Abbiamo progettato e convalidato una cuffia wireless, mobile, con elettrodi secchi, facile da usare, per registrazioni di elettroencefalografia (EEG) del cuoio capelluto per l’interfaccia cervello-computer (BCI) a circuito chiuso e applicazioni Internet delle cose (IoT)”, riferiscono il professor Jose Luis Contreras-Vidal, Hugh Roy e Lillie Cranz Cullen Distinguished Professor di ingegneria elettrica e informatica, sulla rivista Sensors. Contreras-Vidal è un pioniere internazionale nelle interfacce non invasive cervello-macchina e nelle invenzioni di dispositivi robotici.

Un'interfaccia cervello-computer (BCI) basata sull'EEG è un sistema che fornisce un percorso tra il cervello e i dispositivi esterni interpretando l'EEG. In altre parole, il dispositivo legge la tua mente, interpretando l'attività del cervello per avviare il movimento robotico. Le interfacce cervello-macchina basate sull’EEG del cuoio capelluto hanno anche il potenziale di promuovere la plasticità corticale in seguito a un ictus, il che ha dimostrato di migliorare i risultati del recupero motorio. Le cuffie regolabili, progettate con componenti commerciali standard, possono ospitare il 90% della popolazione. C'è un brevetto in attesa sia sull'algoritmo BCI che sulla staffa per elettrodi asciutti autoposizionanti che consente l'autoposizionamento verticale durante la separazione dei capelli dell'utente per garantire il contatto dell'elettrodo con il cuoio capelluto.

"Abbiamo utilizzato un approccio su più fronti che bilanciava interoperabilità, costi, portabilità, usabilità, fattore di forma, affidabilità e funzionamento a circuito chiuso", ha affermato Contreras-Vidal.

Nel prototipo attuale, cinque elettrodi EEG sono stati incorporati nella staffa degli elettrodi che abbraccia le cortecce sensomotorie e tre sensori cutanei sono stati inclusi per misurare il movimento degli occhi e il battito delle palpebre. Un'unità di movimento inerziale, che misura il movimento della testa, consente un sistema di imaging cervello-corpo portatile per applicazioni BCI.

“La maggior parte dei sistemi BCI commerciali basati su EEG sono legati a hardware di elaborazione immobile o richiedono una programmazione o un’impostazione complessa, rendendoli difficili da implementare al di fuori della clinica o del laboratorio senza assistenza tecnica o formazione approfondita. Un sistema BCI portatile e wireless è altamente preferito in modo che possa essere utilizzato all’esterno del laboratorio in applicazioni mobili cliniche e non cliniche a casa, al lavoro o nel tempo libero”, ha affermato Contreras-Vidal.

L'invenzione risolve una serie di esigenze.

"Gli attuali amplificatori EEG commerciali e le cuffie BCI sono proibitivamente costosi, mancano di interoperabilità o non riescono a fornire un'elevata qualità del segnale o un funzionamento a circuito chiuso, che sono vitali per le applicazioni BCI", ha affermato Contreras-Vidal.