Evaluatie van elektrodedruk en signaalkwaliteit van verbeterde EEG headset prototypes

Het menselijk lichaam varieert sterk van persoon tot persoon qua geometrie en vorm. Antropometrie heeft tot doel variaties van voornamelijk geometrische aard binnen een populatie te beschrijven. Traditioneel is antropometrie gericht op het in kaart brengen van lichaamsdimensies-1D-, en bijbehorende statistiek. Evoluties in beeldvorming en beeldverwerking maken het echter in toenemende mate mogelijk om grote databanken van accurate, waarheidsgetrouwe 3D modellen van het menselijk lichaam op te stellen. Door deze modellen uniform, met eenzelfde parameterdomein, te beschrijven ontstaat een correspondentie tussen gelijkaardige punten; bijvoorbeeld het topje van de neus wordt dan bij iedereen geïdentificeerd als hetzelfde punt. Zo heeft elk punt op een model een bundel corresponderende punten doorheen de databank. Deze zogenaamde statistische vormmodellen brengen de ruimtelijke -3D- variatie in kaart. Met de juiste ontwerptools op basis van statistische vormmodellen kunnen betere producten ontworpen worden, in het bijzonder: comfortabeler, beter op het lichaam aansluitend en daardoor beter functionerende producten.Bij traditionele optische 3D scans dragen proefpersonen een haarnetje, voornamelijk om de vorm van hun schedel te kunnen benaderen en om artefacten te voorkomen. Het schedeloppervlak wordt dan door de aanwezige haarlaag hoe dan ook slechts benaderend weergegeven. Het is een hiaat dat met traditionele 3D scans geen accurate statistische vormmodellen van de eigenlijke schedel (zonder haar) verkregen kunnen worden. Binnen het doctoraat van D. Lacko is een innovatieve methode ontwikkeld om op basis van medische beelden accurate statistische vormmodellen van de menselijke schedel op te stellen. Geflankeerd met toepassingsgericht onderzoek (cadans.uantwerpen.be) zijn bijbehorende ontwerpmethodes ontwikkeld: voor parametrisch ontwerpen, voor maatvoering en voor het opstellen van waarheidsgetrouwe generische pasvormen. Door de verbeterde vormmodellen van de schedel in combinatie met de ontwerpmethodes, kunnen producten ontwikkeld worden die rechtstreeks, doorheen de haarlaag, met de schedel interageren en/of daarop aansluiten. Voorbeelden zijn hoorapparaten of elektro-encefalogram (EEG) registratie-apparatuur (headsets).EEG is een onderzoek waarbij hersenactiviteit wordt gemeten via kleine potentiaalverschillen op de schedel, gedetecteerd door gevoelige elektrodes en signaalversterking en –verwerking. De ontwikkeling van draagbare, comfortabele, acceptabele en geijkte EEG headsets is een voorwaarde om klinisch gebruik te verbeteren en niet klinische, off-site, potentiële toepassingen te ontsluiten. Op basis van het accurate vormmodel van de menselijke schedel en de nieuwe CAD tools zijn er reeds niet functionele designs (mock-ups) in verschillende iteraties ontwikkeld binnen de onderzoeksgroepen Productontwikkeling en Visielab en vergeleken met commercieel beschikbare headsets waarbij achtereenvolgens en cumulatief: 1) verbeterde pasvorm en stabiliteit, en 2) reproduceerbaarheid van elektrodeposities werd nagestreefd en vastgesteld. De onderzoekshypothese is dat beter passende headsets met geijkte en reproduceerbare elektrodepositionering ook betere EEG signalen zullen kunnen capteren. Signaalkwaliteit van draagbare EEG headsets in functie van pasvorm en elektrodepositionering is nog nooit eerder onderzocht omdat, buiten onze mock-ups, er nog geen draagbare EEG headsets bestaan met reproduceerbare elektrodepositionering. Binnen dit project worden middelen gevraagd om de huidige mock-ups uit te rusten met druk en impedantiemetingen om zo de onderzoekshypothese te toetsen.

Trefwoorden:EEG SIGNAALREGISTRATIE, DRAAGBARE SENSOREN, GEOMETRIE VAN DE SCHEDEL

Disciplines:Elektronica, Medische beeldvorming en therapie, Morfologische wetenschappen, Andere paramedische wetenschappen