집에서 뇌졸중 재활을 받을 수 있는 곳이 가까이 있습니다

휴스턴 대학교 전문가, 휴대용 EEG 헤드셋 제작

작성자: Laurie Fickman 713-743-8454

2023년 8월 8일

재택 뇌졸중 재활의 세계가 매년 뇌졸중으로 고통받는 미국 내 795,000명에게 놀라운 소식이 다가오고 있습니다. 재활 목적으로 뇌졸중 환자의 뇌를 전동 외골격에 연결하는 새로운 저비용 휴대용 뇌-컴퓨터 인터페이스가 휴스턴 대학에서 검증 및 테스트되었습니다.

"우리는 폐쇄 루프 뇌 컴퓨터(BCI) 인터페이스 및 사물 인터넷(IoT) 애플리케이션을 위한 두피 뇌파 검사(EEG) 기록을 위한 사용하기 쉬운 무선 모바일 건식 전극 헤드셋을 설계하고 검증했습니다." 센서스(Sensors) 저널에 호세 루이스 콘트레라스 비달(Jose Luis Contreras-Vidal) 교수, 휴 로이(Hugh Roy), 릴리 크란츠 컬렌(Lillie Cranz Cullen) 전기 및 컴퓨터 공학 석좌 교수가 보고되었습니다. Contreras-Vidal은 비침습적 뇌-기계 인터페이스 및 로봇 장치 발명 분야의 국제적인 선구자입니다.

EEG 기반 BCI(Brain-Computer Interface)는 뇌파를 해석하여 뇌와 외부 장치 사이의 경로를 제공하는 시스템입니다. 즉, 장치는 사용자의 마음을 읽고 뇌의 활동을 해석하여 로봇 동작을 시작합니다. 두피 EEG를 기반으로 한 뇌-기계 인터페이스는 뇌졸중 후 피질 가소성을 촉진할 가능성이 있으며, 이는 운동 회복 결과를 향상시키는 것으로 나타났습니다. 상용 기성 부품으로 설계된 조정 가능한 헤드셋은 인구의 90%를 수용할 수 있습니다. BCI 알고리즘과 자체 위치 지정 건식 전극 브래킷 모두 특허 출원 중이므로 전극과 두피의 접촉을 보장하기 위해 사용자의 머리카락을 가르는 동안 수직 자체 위치 지정이 가능합니다.

Contreras-Vidal은 “우리는 상호 운용성, 비용, 휴대성, 유용성, 폼 팩터, 신뢰성 및 폐쇄 루프 작동의 균형을 맞추는 다각적인 접근 방식을 사용했습니다.”라고 말했습니다.

현재 프로토타입에서는 5개의 EEG 전극이 감각운동 피질에 걸쳐 있는 전극 브래킷에 통합되었으며 눈 움직임과 눈 깜박임을 측정하기 위해 3개의 피부 센서가 포함되었습니다. 머리 움직임을 측정하는 관성 운동 장치는 BCI 애플리케이션을 위한 휴대용 뇌-신체 이미징 시스템을 허용합니다.

“대부분의 상업용 EEG 기반 BCI 시스템은 움직이지 않는 처리 하드웨어에 연결되어 있거나 복잡한 프로그래밍이나 설정이 필요하므로 기술 지원이나 광범위한 교육 없이 진료소나 실험실 외부에 배포하기가 어렵습니다. 휴대용 및 무선 BCI 시스템은 집, 직장 또는 놀이에서 임상 및 비임상 모바일 애플리케이션의 실험실 외부에서 사용할 수 있으므로 매우 선호됩니다.”라고 Contreras-Vidal은 말했습니다.

본 발명은 다양한 요구 사항을 해결합니다.

Contreras-Vidal은 "현재 상용 EEG 증폭기와 BCI 헤드셋은 엄청나게 비싸고, 상호 운용성이 부족하거나, BCI 애플리케이션에 필수적인 높은 신호 품질이나 폐쇄 루프 작동을 제공하지 못합니다."라고 말했습니다.