Fraunhofer IDMT entwickelt tragbares trEEGrid-Pflaster für 24-Stunden-EEG-Monitoring
Der flexible Sensor zeichnet über den Alltag und den Nachtschlaf hinweg stabile Hirnaktivität auf, ohne den Komfortverlust herkömmlicher Laborkappen.
Von Letizia Giugliano
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Forschende des Fraunhofer-Instituts für Digitale Medientechnologie IDMT haben ein flexibles Elektrodenpflaster validiert, das über einen durchgehenden Zeitraum von 24 Stunden stabile Hirnaktivität aufzeichnen kann. Die in der Fachzeitschrift Sensors veröffentlichte Studie zeigt, dass das tragbare System bei alltäglichen Aufgaben am Tag und im natürlichen Schlaf zuverlässig funktioniert. Diese Erfindung bietet eine praktische Methode für die langfristige neurologische Überwachung in Alltagsumgebungen.
Hirnmonitoring verlässt das Labor
Die Standard-Elektroenzephalografie, kurz EEG, stützt sich üblicherweise auf starre Kappensysteme und Nassgel-Elektroden, die Patientinnen und Patienten auf kontrollierte klinische Umgebungen beschränken. Diese Aufbauten verursachen oft körperliches Unbehagen und machen mehrstündige Untersuchungen unpraktikabel. Um diese Einschränkungen zu überwinden, entwickelte die Gruppe Mobile Neurotechnologien am Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie IDMT in Oldenburg eine Innovation bei tragbaren Sensorkonfigurationen für den kontinuierlichen Einsatz zu Hause, wie MedicalXpress berichtet.
„Unsere aktuelle Sensorlösung erfasst EEG-Signale bereits in einfachen Alltagssituationen mit hoher Kontaktstabilität. Sie lässt sich deutlich unauffälliger tragen, ist wesentlich komfortabler und kann daher über längere Zeiträume genutzt werden als herkömmliche Systeme“
— Dr.-Ing. Insa Wolf, Leiterin Mobile Neurotechnologien am Fraunhofer IDMT
Die Entwicklung des flexiblen Elektrodenpflasters
Im Mittelpunkt des Systems steht trEEGrid, ein flexibles Achtkanal-Elektrodenpflaster, das wie ein Heftpflaster direkt auf der Haut haftet. Die durch ein Patent geschützte Erfindung verfügt über vorab aufgebrachtes leitfähiges Material, das eine zuverlässige Haftung auf der Oberfläche ermöglicht, ohne mechanischen Druck auf den Schädel auszuüben. Um Signalverfälschungen durch Kabelbewegungen zu minimieren, ist das Pflaster direkt hinter dem Ohr mit einem eigens entwickelten Miniaturverstärker der Brain Products GmbH verbunden, während eine leichte, in der Tasche getragene Basiseinheit die Stromversorgung übernimmt, so MedicalXpress.
Prüfung der Signalstabilität bei Tag und Nacht
Zur Bewertung der Aufnahmequalität trugen zehn Teilnehmende das Medizinprodukt 24 Stunden durchgehend und erledigten dabei kognitive Aufgaben wie Sudoku-Rätsel, sensorische Stimulationstests und Entspannungsübungen sowie schliefen in ihren eigenen Wohnungen. Das Team maß den elektrischen Widerstand zwischen Haut und Elektroden, die sogenannte Impedanz, um die Verbindungsqualität über die Zeit zu verfolgen. Die durchschnittliche Impedanz blieb an allen acht Kanälen während des ersten Tages unter 140 kOhm und sank am zweiten Tag unter 100 kOhm, so MedicalXpress. Die aufgezeichneten Signale blieben klar genug, um die mentale Belastung zwischen leichten und schwierigen Rätselstufen zu unterscheiden.
Künftige klinische Tests und computergestützte Analyse
Nach ersten Versuchen mit Forschungspersonal plant das Team, das Pflaster an breiteren, vielfältigen Patientenkohorten und bei dynamischen Aktivitäten wie Gehen und Radfahren zu validieren. Die Forschenden integrieren zudem Bewegungssensoren und Algorithmen der künstlichen Intelligenz, um muskuläre Artefakte und Augenbewegungen herauszufiltern, wie MedicalXpress anmerkt. Unter der Leitung von Dr.-Ing. Insa Wolf will die Gruppe die mobile Plattform einsetzen, um Schlafstörungen, Tagesmüdigkeit, Epilepsie und neurodegenerative Erkrankungen unter realen Bedingungen zu untersuchen.
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